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

Первое, что я увидел, войдя внутрь, был ряд желтых стаканов для попкорна, который продают в кинотеатрах. Они размещались на столе, к каждому сверху был прикреплен серый цилиндр с электрическим проводом. Когда я наклонился над ними, я увидел взрослых самок комаров, сидевших внутри на стенках. У всех у них было раздуто брюшко. В серых цилиндрах находилась теплая телячья кровь. Джеймс отцепил пустой цилиндр, чтобы показать мне, как нужно затягивать его пленкой. Комары протыкают пленку с помощью своего колюще-сосущего ротового аппарата и пьют кровь, наполняя ею каплевидные брюшки.

Как только самка комара напивается кровью, у нее в теле развиваются сотни яиц. Джеймс и его сотрудники обнаружили, что комары предпочитают откладывать яйца в темноте, поэтому они переносят насекомых в неосвещенное помещение. После того как самки завершают кладку, сотрудники собирают яйца и прикрепляют их к полоскам бумаги.

Теперь они могут изменить гены нового поколения комаров. Мягкие яйца прокалывают тонкими стеклянными иглами и вводят туда ДНК. У сотрудников есть для этого всего несколько часов, прежде чем яйца покроются плотной оболочкой.

«Это похоже на конвейер», – сказал Джеймс, показывая мне микроскоп, с помощью которого его сотрудники вводят ДНК в яйца. «В зависимости от квалификации вы можете обработать 300 или 400, ну или, может быть, 500 штук в день».

В природе комары откладывают яйца в воду, где те слипаются и плавают подобно плотикам. Через несколько дней из яиц вылупляются личинки, которые уплывают прочь, чтобы провести первую часть своей жизни под водой. Джеймсу нужно было воссоздать эту стадию в своем инсектарии. Он провел меня сквозь прозрачную занавеску из полос ПВХ в комнату для личинок. Там от пола до потолка располагались металлические полки, и на многих стояли пластиковые ванночки, наполовину заполненные водой. Каждая была похожа на пруд с сотнями личинок. Они плавали там, как маленькие волосатые змейки.

Мы остановились, чтобы внимательнее рассмотреть одну из ванночек с личинками. К бортику была приклеена бирка с числом 29, написанным маркером. Личинки вертелись и дергались. У каждой было по паре маленьких глазок. И все глазки были красными.

«Вот, здесь они – знаменитые особи с генным драйвом», – пояснил Джеймс.

Число 29 означало 29-е поколение комаров, которых Джеймс вырастил с начала совместного эксперимента с Биером и Ганцом. После того как Ганц создал новый фрагмент ДНК со всеми кусочками для генного драйва, Джеймс и его сотрудники ввели его в мягкие комариные яйца. Он с восторгом увидел, что личинки вылупились с красными глазами, – это означало, что они несут две копии гена устойчивости к малярии. Джеймс с коллегами скрестил полученных самцов с обычными самками, и следующее поколение тоже оказалось красноглазым. Теперь я смотрел на 29-е поколение непрерывной цепи наследственности.

В ноябре 2015 г. Джеймс и его коллеги объявили, что им удалось успешно использовать генный драйв на комарах; это произошло спустя всего семь месяцев после публикации Ганцом и Биером первой статьи о мутагенной цепной реакции [1161] Gantz et al. 2015. . «Все говорили: “Как быстро!”, – рассказывал мне Джеймс, пока я рассматривал его красноглазых комаров. – На самом деле это не было быстро, потому что мы работали над этим много лет». К тому моменту как Джеймсу позвонил Биер, у того было все необходимое для эксперимента. «Нам просто нужно было ввести другой фрагмент ДНК», – заключил он.

Мутагенная цепная реакция попала в верхние строчки новостей наряду с потрясающими сообщениями об экспериментах с CRISPR на человеческих эмбрионах [1162] Gantz and Bier 2015. . Использование генной инженерии для человека было темой размышлений ученых на протяжении более чем полувека с тех пор, как Роллин Хотчкисс выразил свое беспокойство на этот счет. Однако идея, что для лечения заболеваний можно управлять наследственностью с помощью генного драйва, оказалась сюрпризом. Даже большинство специалистов, работавших с CRISPR, этого не ожидали.

Но были и исключения: Джордж Чёрч и один из его гарвардских коллег Кевин Эсвелт размышляли над этой идеей. В 2014 г. они совместно с некоторыми другими учеными опубликовали несколько дискуссионных материалов. Но эти исследователи называли генный драйв с использованием CRISPR всего лишь «теоретически возможной технологией» [1163] Esvelt et al. 2014. .

Как только Биер и Ганц открыли мутагенную цепную реакцию, технология перестала быть лишь теоретически возможной. Эсвелт и его коллеги сообщили, что им удалось использовать CRISPR в дрожжах, чтобы преодолеть закон Менделя. По-видимому, эта технология может применяться практически для любого имеющего половое размножение вида, который ученые захотят изменить.