Ген. Очень личная история - Сиддхартха Мукерджи
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Клонирование гена муковисцидоза стало одной из вех в развитии генетики человека. Всего через несколько месяцев появился диагностический тест для выявления мутантного аллеля. В начале 1990-х уже можно было в рутинном порядке и проводить скрининг на носительство, и выявлять болезнь в утробе, что давало родителям возможность решать, абортировать ли пораженный плод или отслеживать ранние проявления недуга у ребенка. Пары-носители, в которых оба партнера имели хотя бы по одной копии мутантного гена, могли принять решение не заводить детей или взять приемных. За прошедшее десятилетие сочетание прицельного скрининга[804] потенциальных родителей и пренатальной диагностики позволило снизить количество новорожденных с муковисцидозом на 30–40 % в популяциях с максимально высокой встречаемостью мутантного аллеля. В 1993-м одна нью-йоркская больница[805] запустила агрессивную кампанию по проверке евреев-ашкеназов на носительство детерминант трех генетических заболеваний: муковисцидоза, болезни Гоше и болезни Тея – Сакса (просто потому, что соответствующие мутации чаще встречаются именно у ашкеназов). Будущие родители могли свободно выбирать, проходить ли им скрининг, проводить ли амниоцентез для пренатальной диагностики и прерывать ли беременность, если обнаружится, что плод поражен. С момента запуска программы в этой больнице не появилось на свет ни одного ребенка с какой-либо из этих генетических патологий.
Важно очертить единым контуром трансформацию, произошедшую в генетике между 1971-м – годом, когда Берг и Джексон создали первую молекулу рекомбинантной ДНК, – и 1993-м, годом, когда окончательно идентифицировали ген болезни Хантингтона. Хотя уже к концу 1950-х ДНК признали главной молекулой генетики, тогда еще не было возможности секвенировать, синтезировать, изменять ее или как-то манипулировать ею. Если отбросить несколько примечательных исключений, генетическая подоплека человеческих заболеваний была по большей части неизвестна. Тогда удалось надежно связать с конкретными генами разве что серповидноклеточную анемию, талассемию и гемофилию B. Единственными клинически доступными для людей генетическими вмешательствами были амниоцентез и аборт; инсулин и факторы свертывания получали из органов свиней и человеческой крови; ни одно лекарство еще не создали с помощью генной инженерии; гены человека еще целенаправленно не экспрессировали вне его клеток. Перспектива изменять геном организма путем внедрения чужеродных генов или направленного мутагенеза собственных оставалась далеко за пределами технологических возможностей того времени. Даже слова «биотехнология» еще не было в Оксфордском словаре.
Спустя два десятилетия ландшафт генетики существенно изменился: человеческие гены картировали, выделяли, секвенировали, синтезировали, клонировали, перекраивали и сшивали, вводили в бактериальные клетки, перемещали в вирусные геномы и использовали для создания лекарств. Физик и историк Эвелин Фокс Келлер[806] отобразила эту трансформацию так: как только «молекулярные биологи [разработали] методы, с помощью которых они могли манипулировать [ДНК]», тут же «возникли технологические ноу-хау, которые решительно изменили наше историческое ощущение неизменяемости „природы“. Если традиционный взгляд предполагал, что „природа“ означает „судьбу“, а „воспитание“ – „свободу“, роли теперь, кажется, сменились. <…> У нас лучше получалось контролировать первое [то есть гены], чем второе [то есть среду] – не только в качестве долгосрочной цели, но и в ближайшей перспективе».
В 1969-м, накануне десятилетия открытий, генетик Роберт Синсхаймер написал очерк о будущем. Способность синтезировать гены, секвенировать их и манипулировать ими, по его расчетам, должна была открыть «новые горизонты в истории человека»[807]. «Кто-то может усмехнуться и решить[808], что это лишь новая версия старой мечты о совершенстве человека. Это так, да не совсем: здесь есть нечто большее. Старинные мечты о культурном совершенствовании человека всегда резко сдерживались внутренне присущими ему наследуемыми несовершенствами и ограничениями. <…> Теперь же перед нами забрезжил другой путь – возможность легко, осознанно и до неведомых нам сейчас пределов улучшать замечательный продукт двух миллиардов лет эволюции».
Другие ученые, предчувствуя эту биологическую революцию, оценивали ее не столь оптимистично. Как отметил генетик Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн в 1923-м, лишь только удастся укротить силы контроля над генами, «в безопасности уже не будут никакие верования[809], никакие ценности и никакие институции».
«Получить геном»
Охотиться идем, охотиться идем!
Поймаем лиса, в короб уберем,
Ну а потом – отпустим.
Детская песенка XVIII века[810]
Нашей способности читать последовательность[811] собственного генома присущи черты философского парадокса. Может ли разумное существо осмыслить инструкцию, как сделать само себя?
Джон Салстон
Исследователи кораблестроения времен Возрождения часто спорили, какая технология более всего способствовала взрывному развитию трансокеанического мореходства в конце 1400-х и в 1500-х, которое в итоге вылилось в открытие Нового Света. Было ли это обретение возможности строить более крупные корабли – галеоны, каракки и флейты? Или же помогло изобретение новых навигационных приборов – лучшей астролябии, навигационного компаса и предтечей секстанта?
В истории науки, как и технологий, прорывы, по всей видимости, случаются в двух основных формах. Есть сдвиги масштаба, когда принципиальный прорыв – это результат лишь размерного изменения (ракета для полета на Луну, как отметил один инженер, была лишь большим реактивным самолетом, направленным вверх). А есть концептуальные сдвиги, или сдвиги мышления, когда прогресс обеспечивается радикально новой концепцией или идеей. По правде говоря, эти две формы не взаимоисключающие, а взаимоусиливающие. Сдвиги масштаба прокладывают дорогу сдвигам мышления, а те, в свою очередь, требуют сдвигов масштаба. Микроскоп пролил свет на мир, не видимый невооруженным глазом. Были обнаружены клетки и внутриклеточные органеллы, появились вопросы о клеточной анатомии и физиологии. Так сформировалась потребность в более мощных микроскопах, способных прояснить строение и функции субклеточных компонентов.
Между серединой 1970-х и серединой 1980-х генетика пережила множество концептуальных сдвигов – клонирование генов, картирование генов, расщепление генов, генная инженерия, новые способы регуляции работы генов, – но ни одного радикального сдвига масштаба. Целое десятилетие сотни отдельных генов изолировали, секвенировали и клонировали на основании их функциональных характеристик – однако полного каталога генов хотя бы одного клеточного организма[812] не существовало. В принципе, технологию секвенирования целого генома тогда уже разработали, однако громадный масштаб предстоящих усилий сдерживал ученых. В 1977-м, когда Фредерик Сэнгер[813] прочитал геном вируса ΦX 174 из 5386 нуклеотидов, он достиг временной вершины возможностей секвенирования. Человеческий геном содержит[814] 3 095 677 412 нуклеотидных пар[815], что дает сдвиг масштаба в 574 тысячи раз.
Потенциальную пользу полногеномного секвенирования особенно ярко
