Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Чтобы распространить убивающие малярию гены, Джеймсу нужен был способ нарушить закон Менделя. Ученые, начиная с 1960-х гг., интересовались, можно ли с такими целями использовать генный драйв. Идея была проста: включите ваш ген в генный драйв, и с каждым последующим поколением он будет все сильнее расходиться по популяции. Но пока еще никто не придумал, как это сделать.

Джеймс решил разобраться с этой проблемой. Для генного драйва он выбрал фрагмент ДНК, который называется P-элемент [1159] Читается «пи-элемент». – Прим. науч. ред. [1160] Kelleher 2016. . Он встречается у дрозофил и распространяется потому, что заставляет хозяйскую клетку иногда создавать его новые копии, которые вставляются в другие места мушиной ДНК. Впервые P-элемент привлек внимание исследователей в середине XX в., а в последующие несколько десятилетий передавался среди североамериканских мух подобно генетическому лесному пожару. Биолог из Брауновского университета Маргарет Кидвелл поместила в пробирку мух с P-элементом вместе с теми, у которых его не было. Через 10–20 поколений P-элемент встречался уже у всех мух.

Джеймс и его коллеги подумали, что если прицепят ген, отвечающий за выработку антитела, к P-элементу, то им удастся распространить устойчивость к плазмодию по всей популяции комаров и она передастся по наследству следующим поколениям. Такова была чистая идея, но как бы ученые ни пытались провести этот эксперимент, он никогда не удавался.

Задним числом Джеймс считает, что против него работала эволюция. Комары, как и другие животные, за долгое время своего существования, вероятно, сталкивались со многими атаками генных драйвов. И избежали вымирания только потому, что у них сформировалась определенная система защиты – обойти ее Джеймсу по непонятным причинам никак не удавалось. «Вероятно, мы с самого начала были обречены на неудачу», – говорил он мне, посмеиваясь.

Впервые услышав о CRISPR, Джеймс был заинтригован. Он задумался, можно ли приспособить систему для предотвращения малярии. Однако он не пошел дальше праздных размышлений, пока ему не позвонил Биер. Джеймс сразу же понял, что с помощью мутагенной цепной реакции можно распространить гены среди комаров.

Биер и Ганц полтора часа ехали на север калифорнийского побережья, чтобы навестить Джеймса и спланировать новый эксперимент. Пластиковые контейнеры и небьющиеся пробирки хорошо подходили, чтобы держать под контролем дрозофил, но для комаров защиту следовало усилить. Поэтому Джеймсу было необходимо провести эксперимент в безопасных условиях своего инсектария.

Как бы ни был воодушевлен Джеймс, он понимал, что шансы на успех невелики. Вместе с Биером и Ганцом ему предстояло создать длинный фрагмент ДНК, содержащий несколько генов. В этом фрагменте должен был находиться ген, отвечающий за выработку мышиного антитела, и переключатель, который срабатывал бы, пока комар насыщается кровью. Там также должны были присутствовать гены CRISPR – для копирования всего этого фрагмента на другую хромосому. Чтобы увидеть, удался ли эксперимент, ученым следовало добавить еще и тот ген, что делает глаза комаров красными.

Для одного фрагмента ДНК это была очень большая нагрузка, особенно если учесть, что исследователи пытались модифицировать комаров способом, который до них никто не использовал. Джеймс предложил коллегам разбить ДНК на более мелкие кусочки. Они могли бы проверять по одному звену за раз и лишь затем собрать их вместе для окончательного теста. Ганц настаивал на том, чтобы проверить все сразу. Он не хотел ползти, когда можно было лететь. После того как Джеймс и Биер согласились с его планом, Ганц начал трудиться с максимальной быстротой, чтобы собрать все части в один фрагмент ДНК. Затем он передал фрагмент Джеймсу – посмотреть, как это сработает.

Когда я был у Джеймса, он отвел меня в подвал своего здания, и мы подошли к двери с надписью: «КОМПЛЕКС ДЖЕЙМСА ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ ТРАНСГЕННЫХ КОМАРОВ». Он пытался пропихнуть руки в рукава синего одноразового бумажного халата, наброшенного поверх фланелевой рубашки. У Джеймса были короткие седые волосы, крупные белые зубы и широкие плечи, на которые халат налезал с трудом. После недолгой борьбы он сдался. Халат трепыхался у его груди, как газета в ветреный день.

Джеймс подождал, пока я надену свой халат, и открыл дверь. Мы вошли в тамбур без окон. Серебристая сетка, достаточно мелкая, чтобы не пропустить комаров, закрывала вентиляционные отверстия в потолке. Когда мы оба оказались в тамбуре, Джеймс закрыл внешнюю дверь и чуть-чуть подождал, прежде чем открыть внутреннюю. Мы зашли в инсектарий – небольшую группу комнат, где Джеймс со своими сотрудниками разводит десятки тысяч комаров.