Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества - Уолтер Айзексон

Впервые разработанную терапию применили в марте 2020 года, прямо перед закрытием большинства больниц из-за коронавируса, в Институте глазных болезней Кейси в Портленде (штат Орегон). В ходе четырехчасовой процедуры врачи с помощью крошечной трубки толщиной с волос ввели три капли жидкости, содержащей CRISPR-Cas9, в расположенный прямо за сетчаткой глаза пациента слой, где находятся светочувствительные клетки. Для транспортировки CRISPR-Cas9 в нужные клетки использовался модифицированный вирус. Если редактирование пройдет по плану, корректировка будет перманентной, поскольку клетки глаза, в отличие от клеток крови, не делятся, а их число не пополняется[279].

На подходе

Разрабатываются и более смелые способы применения редактирования генома на базе CRISPR, которые могут сделать нас менее уязвимыми перед лицом пандемий, рака, болезни Альцгеймера и других заболеваний. Например, ген P53 кодирует белок, который подавляет рост раковых опухолей. Он помогает организму реагировать на повреждение ДНК и не позволяет раковым клеткам делиться. Как правило, люди имеют одну копию этого гена[280], поэтому, если с ним что-то случается, у них развивается рак. В организме слонов двадцать экземпляров этого гена, и раком они не болеют почти никогда. В настоящее время ученые ищут способы добавить в геном человека еще один ген P53. Ген APOE4 подобным образом повышает риск разрушительной болезни Альцгеймера. Исследователи ищут способы преобразовывать этот ген в безопасную форму.

Другой ген, PCSK9, кодирует фермент, который запускает образование липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), или “плохого” холестерина. У некоторых людей в этом гене наблюдается мутация, которая приводит к поддержанию такого холестерина на очень низком уровне, что на 88 % снижает риск коронарной болезни сердца. Прежде чем Хэ Цзянькуй решил отредактировать ген рецепторов ВИЧ в созданных им CRISPR-младенцах, он изучал способы применять CRISPR для редактирования зародышевой линии в гене PCSK9 у эмбрионов, чтобы производить “дизайнерских детей”, имеющих гораздо меньший риск сердечных заболеваний[281].

В начале 2020 года шло более двух десятков клинических испытаний различных способов применения CRISPR-Cas9. Среди них – потенциальные методики лечения ангиоэдемы (наследственного заболевания, вызывающего сильные отеки), острого миелоидного лейкоза, чрезвычайно высокого уровня холестерина и мужского облысения[282]. Однако в марте того года большинство исследовательских лабораторий было временно закрыто из-за пандемии коронавируса. Исключение было сделано лишь для тех из них, где ученые искали способы борьбы с вирусом. Многие исследователи CRISPR, и в первую очередь Даудна, переключили внимание на разработку инструментов для выявления и лечения болезни, причем некоторые применили техники, которые освоили при изучении того, как у бактерий появился иммунитет для защиты от новых вирусов.

Глава 33. Биохакинг

На Глобальном саммите по синтетической биологии, проходившем в Сан-Франциско в 2017 году, Джосайя Зайнер, одетый в черную футболку и узкие белые джинсы, встал перед залом, полным специалистов по биотехнологиям, и рассказал о самодельном “наборе для генной инженерии лягушки”, который собрал в своем гараже. Доступный онлайн, он стоил 299 долларов и давал возможность за месяц вдвое увеличить мышечную массу лягушки путем введения ей отредактированной с помощью CRISPR ДНК, которая отключала ген, производящий белок миостатин, сдерживающий рост мускулов после того, как животное достигло размеров взрослой особи.

Заговорщически улыбнувшись, Зайнер сказал, что трюк сработает и в человеческом организме. Человек может нарастить себе мускулы.

Послышались нервные смешки, а затем раздалось несколько одобрительных возгласов.

– Что же вас останавливает? – крикнул кто-то.

Зайнер, серьезный ученый под маской бунтаря, глотнул шотландского виски из обтянутой кожей фляжки.

– Думаете, мне стоит попытаться? – ответил он.

По аудитории снова пошли шепотки, кто-то ахнул, кто-то рассмеялся, кто-то выразил свое одобрение. Зайнер открыл санитарную сумку, вытащил шприц, наполнил его жидкостью из сосуда с отредактированной ДНК и воскликнул:

– Тогда поехали!

Джосайя Зайнер

Он ввел иглу себе в левое предплечье, поморщился и сделал внутривенную инъекцию.

– Под действием этого гены моих мышц модифицируются и мышцы станут больше, – заявил он.

Кое-кто зааплодировал. Зайнер снова глотнул виски из фляжки.

– Я сообщу, что в итоге выйдет, – сказал он[283].

Так Зайнер, у которого надо лбом белеет прядь осветленных волос и блестит по десять серег в каждом ухе, стал олицетворением новой породы биохакеров, увлеченных исследователей-нонконформистов и восторженных любителей, мечтающих демократизировать биологию через любительскую науку и сделать ее мощь доступной людям. Пока консервативные ученые трясутся над патентами, биохакеры хотят сделать передовые рубежи биологии свободными от роялти, правил и ограничений, подобно тому как цифровые хакеры стремятся освободить передовые киберрубежи. В большинстве случаев биохакеры, как и Зайнер, – это состоявшиеся ученые, которые решили не работать в университетах и корпорациях, а стали гениями-отщепенцами в возвышенной сфере кустарной науки. В драме CRISPR Зайнер играет роль одного из разумных глупцов Шекспира вроде Пака из комедии “Сон в летнюю ночь”, который глаголет истину, прикрываясь показухой, высмеивает заносчивость гордецов и толкает нас вперед, показывая глупость простых смертных.

Подростком Зайнер работал программистом в сети мобильной связи Motorola, но в 2000 году, когда лопнул технологический пузырь, попал под сокращение и решил поступить в университет. Он изучал биологию растений в Университете Южного Иллинойса и окончил аспирантуру по молекулярной биофизике в Чикагском университете, где исследовал работу активируемых светом белков. Вместо того чтобы пойти по традиционному пути постдоков, он написал об использовании синтетической биологии для колонизации Марса, и его позвали в NASA. Но в иерархической структуре ему было тесно, поэтому он уволился, чтобы стать свободным биохакером.

Прежде чем заняться CRISPR, Зайнер поставил целый ряд экспериментов в сфере синтетической биологии, причем некоторые из них провел на себе. Желая избавиться от проблем с пищеварением, он трансплантировал себе фекальную микробиоту (лучше не спрашивайте), чтобы изменить свою кишечную флору. Он провел процедуру в гостиничном номере в присутствии двух кинематографистов, которые снимали все на камеру, и (если вам действительно хочется узнать, как это работает) в результате был смонтирован короткий документальный фильм “Кишечный взлом”, доступный онлайн[284].

Теперь Зайнер из собственного гаража управляет онлайн-магазином The ODIN с товарами для биохакинга, где производятся и продаются “наборы и инструменты, позволяющие любому создавать уникальные и пригодные для использования организмы в домашних или лабораторных условиях”. Кроме набора по увеличению мускулов лягушки, там представлены, например, “набор для самостоятельного проведения генной инженерии бактерий на базе CRISPR” (169 долларов) и “набор для домашней лаборатории генной инженерии” (1999 долларов).

Вскоре после того, как Зайнер открыл свое дело в 2016 году, ему написал Джордж Черч