Мартин Модер - Генный апгрейд. Почему мы пользуемся устаревшей моделью тела в новой модели мира и как это исправить

Пара исключительно авторитетных генетиков, включая вышеупомянутого профессора Гарварда Джорджа Чёрча, работают над проектом, благодаря которому вирусы однажды постигнет ужасный конец. Речь идет о создании клеток человека, которые не сможет поразить ни один вирус в мире. Цель этого проекта под названием Project Recode – создание устойчивых против вирусов и рака клеток. Это открытие станет настоящим благословением для биотехнологических предприятий, которым нужны человеческие клетки для производства лекарств. При этом Чёрч не скрывает, что теоретически технологии будут использоваться для создания полностью устойчивых к вирусу людей. Однако, чтобы это работало, нужно радикально переписать большую часть человеческого генома и коренным образом изменить код жизни. Причем таким образом, чтобы вирусы больше не могли использовать наши клетки для производства своего протеина.

Производство белка – одна из главных задач клетки.

Производство протеинов, проще говоря – белка, является одной из фундаментальных задач клеток. Сами протеины состоят из отдельных аминокислот. В каждом случае последовательность из трех букв ДНК определяет, какая аминокислота должна следующей встроиться в протеин. Например, последовательность букв ДНК GCC приводит к образованию аминокислоты валин, AAG образовывает лизин, CGG – аргинин и так далее. Если в ДНК следуют GCC AAG CGG, клетки образуют из этого белок, который начинается с аминокислот валин-глицин-аргинин. Последовательность из трех букв ДНК, которая определяет, какая аминокислота должна быть присоединена, называется кодон.

Всего из четырех букв ДНК (A, T, G, C) можно сформировать 64 разных кодона. Тем не менее для производства протеина наши клетки используют только 20 аминокислот. По этой причине наши клетки могут использовать разные кодоны для большинства аминокислот, каждая из которых ведет к одной и той же аминокислоте. Например, аминокислота глицин записывается не только кодоном GGC, но также и GGT, GGA и GGG. Это не было бы необходимо.

Цель Project Recode – исключить из генома лишние кодоны, чтобы для каждой аминокислоты был доступен только один кодон. В случае с глицином это может означать, что GGC будет выбран в качестве кодона в геноме и другие глицинообразующие кодоны (GGT, GGA и GGG) будут заменены на GGC. После этого можно было бы лишить клетку способности считывать три переписанных кодона, чтобы клетка могла читать глицин только в виде GGC. Таким же образом можно поступить с оставшимися аминокислотами, чтобы человек получил клетку, в которой каждая аминокислота записана при помощи ровно одного кодона.

Я надеюсь, что это не было слишком запутанно. Подводя итог, можно сказать, что генетический код будет сведен к функциональному минимуму. Но какое это имеет отношение к вирусам? Одна из причин, по которой нас настигают эти мучители, заключается в том, что они не могут сами производить протеин. Поэтому тайком проносят свой геном в клетки человеческого организма, чтобы мы могли связать их протеины вместе, формируя новые вирусные частицы. Это работает, потому что все живые существа и даже вирусы используют одни и те же кодоны. Будь то человек, африканская лягушка-бык или вирус герпеса, перед клеточным механизмом синтеза протеина мы все равны. Если генетический материал вируса, использующий несколько кодонов на аминокислоту, попадает в клетки, которые понимают только один кодон на аминокислоту, генетический материал захватчика будет полностью нечитаемым. Не имеет значения, будет ли это безобидный вирус простуды или страшнейший вирус-убийца, которого когда-либо видел свет. Генетическая информация была бы для клеток бессодержательной, и у вирусов не было бы шансов настолько радикально измениться в ходе эволюции, чтобы быть способными что-то с этим поделать. Цель исследователей – произвести клетки в течение следующих 10 лет. И поскольку, кажется, в этот момент все дойдет до точки, когда уже ничто не сможет повлиять на ситуацию, около 200 ученых, участвующих в проекте, размышляют над тем, чтобы наделить клетки устойчивостью к радиации, холоду, раку и механизмам старения.

Как же создавать из подобных клеток людей? В принципе, посредством обычной процедуры клонирования, которая уже довольно хорошо работает с животными. Генетический материал берется из яйцеклетки, которая затем оплодотворяется ядром устойчивой к вирусу клетки. Дальнейшие действия не будут сильно отличаться от обычного искусственного оплодотворения. Хотя на практике нужно было бы принять во внимание несколько дополнительных вещей, которые, впрочем, не являются серьезным препятствием, как нам не без оснований дает понять Джордж Чёрч.