В центре внимания оказалось одно из главных биологических открытий XXI века -система CRISPR/Cas9 . Это генетический инструмент, позаимствованный у бактерий, который позволяет направлять любой белок в любую точку ДНК. На практике это означает, что с помощью «Криспера» можно точечно редактировать геномы прямо в живых клетках, отправляя в заданное место фермент, разрезающий и сшивающий гены определенным образом.
CRISPR/Cas9 впервые применили для модификации генов в 2012 году. За прошедшие три года он стал самым популярным новым инструментом биологии и почти наверняка будет удостоен Нобелевской премии в ближайшие несколько лет.
Если раньше это можно было сделать только в некоторых организмах, применив сложные и многоступенчатые способы, то система CRISPR позволяет удалять и редактировать гены быстро, просто, эффективно и очень дешево. Еще одно существенное преимущество заключается в том, что для этого не обязательно выводить генетически модифицированное животное - достаточно культуры клеток, растущих в чашке Петри. Благодаря этому гены можно удалять даже в человеческих клетках.
С самого начала «Крисперу» прочили медицинское будущее: теоретически редактированием «плохих» генов можно лечить наследственные заболевания и рак. Но починка поломок - только верхушка айсберга. CRISPR/Cas9 - это новое слово в генной инженерии, инструмент, который открывает почти безграничные возможности для модификаций генов у растений, животных и даже у человека.
Вплоть до прошлой недели все подобные рассуждения казались фантазиями. Но за несколько дней настроения в научном сообществе резко изменились. В первую очередь этому поспособствовала статья «Мутагенная цепная реакция» Валентино Гантца и Итана Биера из Университета Калифорнии в Сан-Диего, опубликованная в ведущем научном журнале Science . Статья описывает, как с помощью метода CRISPR и простой технической хитрости многократно повысить эффективность генной модификации.
Гантц и Биер, работая с мухами-дрозофилами, ввели им в геном мутацию, которая в обычной ситуации повредила бы только одну из двух копий генов, имеющихся в клетках. Чтобы получить мутацию в обеих копиях, обычно требуется сложный процесс отбора и скрещивания нужных мух. Но ученым удалось с помощью системы CRISPR вызвать «цепную реакцию»: введенная в одну из копий гена мутация захватывала другую копию гена и заменяла ее собой. Таким образом удалось получить 97 % мух, у которых исходный ген вообще отсутствовал, в результате чего насекомые имели желтую окраску.
Для биологии такой результат - огромный шаг вперед. Метод Гантца и Биера не требует никаких сложных или дорогостоящих реагентов. Потенциально модифицировать гены таким способом можно в любом организме, одной процедурой изменяя всю дальнейшую родословную. Открытие настолько простое и в то же время настолько революционное, что ученые написали и отправили статью со своими результатами за три дня (обычно на подготовку научной статьи в журналы уровня Science уходит несколько лет).
Публикация вызвала фурор. Онлайн-версия Science вышла под заголовком « CRISPR -революция»: в специальном выпуске были собраны все главные открытия и комментарии, посвященные «Крисперу» за последние годы, включая новую работу Гантца и Биера.
Но одновременно с восхищением на ученых посыпалась критика. Один из самых известных генетиков мира, гарвардский профессор Джордж Черч, например, заявил, что исследование нельзя было публиковать до тех пор, пока не будут придуманы механизмы защиты от утечки мутаций. Новый метод позволяет настолько эффективно модифицировать гены, включая гены в половых клетках, что мутации могут запросто проникнуть в окружающую среду с непредсказуемыми последствиями.
Опасность, утверждает Черч, заключается не в самой работе Гантца и Биера, а в том, что их мощный и потенциально опасный метод теперь может воспроизвести любой желающий - далеко не факт, что с соблюдением всех мер предосторожности.
Такой критикой научное сообщество, наверное, и ограничилось бы, если бы не другая новость, точнее слух: от анонимных рецензентов якобы поступила информация, что китайские ученые применили CRISPR не просто на человеческих клетках, а на клетках половой линии.
Генная терапия, например, - это генетическая модификация соматических клеток: иммунной системы, кожи, мозга и т. д. Гены, введенные в эти клетки, не могут передаться в следующее поколение.
Совсем другое дело - клетки половой линии. На ранних этапах эмбрионального развития часть клеток обособляется от остальных и в дальнейшем производит яйцеклетки или сперматозоиды. Это и есть половая линия. Любые изменения, которые происходят в ее генах, становятся наследуемыми. Поэтому генетически модифицированные клетки половой линии - это гораздо серьезнее, чем соматические. Модификация клеток половой линии - это шаг в сторону модификации человека и его потомства.
Такого же результата - генетически модифицированный человек, производящий генетически модифицированное потомство, - можно добиться старым методом клонирования. Но это, во-первых, сложно и неэффективно, а во-вторых, запрещено. Законодательно редактирование генома - это другая история. Хотя во многих странах существует запрет на модификации клеток половой линии, в других (в том числе в США и в Китае) формального моратория нет.
С учетом нового витка развития технологии CRISPR и статьи Гантца и Биера генетическая модификация людей внезапно перестала казаться фантастикой и технологией далекого будущего, превратившись в реальную практическую возможность.
Последствия и перспективы сейчас оценить сложно. Большинство комментаторов призывает к осторожности и срочному обсуждению новых норм и законов, учитывающих последние достижения науки. В 1975 году на специально собранной конференции в калифорнийском Асиломаре состоялось похожее обсуждение возможностей и рисков генетической модификации в принципе - тогда такая технология только появлялась, и об изменениях людей речи не шло. Сорок лет спустя науке нужен новый Асиломар - теперь уже посвященный человеку.
