«Какой арбуз? Это крыжовник. Просто у него гены хорошие», – анекдоты в сети про «унылое ГМО» полны хоррора и плохой сатиры. Мало кто понимает, что благодаря ГМО нам, возможно, удастся сохранить планету в будущем, а используя генную инженерию – «сохраниться» самим. О борьбе с раком, продлении молодости и, конечно, о ГМО мы поговорили с биологом и популяризатором науки Александром Панчиным.
Александр Юрьевич Панчин
Биолог, старший научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН им. Харкевича, член комиссии РАН по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований. Участник оргкомитета и экспертного совета Премии им. Гарри Гудини, член совета просветительского фонда «Эволюция». Лауреат премии «Просветитель» за книгу «Сумма биотехнологии».
– Александр, какой сценарий будущего, на ваш взгляд, наиболее вероятен для нашей цивилизации?
– Я являюсь технооптимистом. На протяжении всей истории человечества люди все-таки становились в целом более гуманными. И хотя до сих пор существуют преступность и нарушение прав человека, мы не можем не заметить множество положительных направлений как в социальной, так и в технологической сферах.
Поэтому я не разделяю страхи людей о том, что нам могут угрожать технологии. Но прислушиваюсь к некоторым авторам, например, к Элиезеру Юдковскому, автору книги «Гарри Поттер и методы рационального мышления» и специалисту по искусственному интеллекту. Он рассматривает сценарий о том, что в будущем человечество создаст машины, которые смогут воспроизводить сами себя и самостоятельно эволюционировать, и это теоретически может быть опасно. Однако вслед за ним я думаю, что это вопрос решаемый и нужно просто продумать меры предосторожности. Я не вижу угрозы в роботизации, потому что оглядываюсь на прошлое. Заменили автомобили лошадей, и что? Легче стало и людям, и лошадям.
– А что можно сказать о сценарии будущего в плане генной инженерии?
– Если говорить о перспективных подходах непосредственно в генной инженерии, то можно отметить передовые технологии в борьбе с несколькими группами заболеваний. И здесь уместно вспомнить прогнозы Станислава Лема, который ввел термин «автоэволюция», – когда при помощи генной инженерии люди будут исправлять генетические дефекты. Вместо естественного отбора. Так вот это происходит уже сейчас – при помощи генной терапии.
НАПРИМЕР, У БОЛЬНЫХ гемофилией не работает ген, отвечающий за производство фактора свертываемости крови. При помощи генно-модифицированного обезвреженного вируса можно доставить исправленную копию этого гена в клетки печени, где будет образован нужный фактор. Это позволит облегчить симптомы болезни. И таким образом, как я предполагаю, мы научимся лечить очень многие врожденные заболевания. Результаты генной терапии не наследуются, но в будущем мы сможем заняться и генной инженерией человеческих эмбрионов, чтобы люди сразу рождались здоровыми. Такие опыты уже начались в некоторых странах.
Помимо этого, сегодня очень активно разрабатываются новые подходы в борьбе с вирусами, онкологическими заболеваниями и старением. Что касается вирусов, то самая крутая штука здесь – открытие системы бактериального противовирусного иммунитета: она называется CRISPR/Cas9, и ее можно использовать для создания у любого организма врожденного иммунитета к какому-то определенному вирусу. В основе этой технологии – белок, умеющий разрезать ДНК. Существуют способы программировать этот белок таким образом, чтобы он разрезал ДНК в нужном нам месте. Точно так же можно разрезать практически любой вирус. Мы можем снабжать этим белком клетки, и они, в результате, будут устойчивы к вирусам.
– Такие опыты уже проводились?
– Да, например, клетки табака «научили» разрезать некоторые вирусы, заражающие этот вид растений. То же самое протестировано и на культуре человеческих клеток (на целом человеке – пока нет), которые сделали устойчивыми к вирусу иммунодефицита. В будущем эта технология может помочь нам победить вирусные инфекции. И без всякой вакцинации – человек будет иметь иммунитет к наиболее опасным вирусам с самого рождения.
КОГДА ПОЯВЯТСЯ генетически модифицированные люди – неизвестно, но понятно, что это лишь вопрос времени. А вот немного раньше, видимо, появятся технологии генно-модифицированных клеток для борьбы с онкологическими заболеваниями – второе перспективное направление генной инженерии. Этот подход уже проходит клинические испытания. Раковые клетки по сравнению с обычными изменены, они клетки-мутанты, и мы можем очень точно диагностировать тип рака у пациента. И для определенных его типов у нас есть клетки иммунной системы – либо взятые у самого пациента, либо заготовленные заранее. Они вводятся в организм, находят раковую опухоль и уничтожают ее. Таким образом, борьба с раком будет сводиться к тому, чтобы на основании каких-то молекулярных маркеров той или иной опухоли поставить точный диагноз, после чего выбрать из имеющихся решений наиболее подходящее.
У генной терапии есть и перспективы, не связанные с лечением болезней. К примеру, с ее помощью можно будет ускорять рост мышечных тканей или бороться с некоторыми признаками старения. Все эти направления активно развиваются уже сейчас.
CRISPR/Cas9 - новая технология редактирования геномов высших организмов, основанная на иммунной системе HYPERLINK бактерий. В ее основе - особые участки бактериальной ДНК, короткие палиндромные кластерные повторы, или CRISPR (Clustered Regularly Interspacer Short Palindromic Repeats). www.curiousaboutscience.net
– Кстати, какие есть наработки в плане борьбы со старением?
– Причин старения очень много, и нам не все известно об этом процессе. Но я опишу одну из проблем, о которой мы знаем. На концах хромосом молекулы ДНК есть особые участки – теломеры. Они понемногу укорачиваются после каждого деления клетки. У старых организмов теломеры короче, и считается, что это может ограничивать число делений клеток.
Но есть специальный фермент, который умеет достраивать теломеры, – теломераза. Он работает, например, в стволовых клетках, которые способны на большее число делений. А деление клеток связано с некоторым их омоложением, потому что это позволяет им «разбавить» всякий «мусор», который в них накопился. Отсюда и появилась идея доставлять теломеразу в разные типы клеток при помощи, например, все тех же вирусов. Такой эксперимент уже провели на грызунах и получили 20%-й прирост продолжительности жизни. При этом ученые ожидали, что животные будут подвержены повышенному риску заболеть раком, потому что онкологические заболевания связаны с повышенным делением клеток. Но в упомянутом эксперименте такого не происходило. Поэтому все оказалось еще более перспективным, чем ожидалось.
Встал вопрос об исследованиях на людях, которые, на мой взгляд, можно и нужно проводить. Но люди долго живут, и протестировать «лекарство от старения» на человеке очень сложно – слишком долго придется ждать, велика вероятность, что окончания исследования не дождутся сами экспериментаторы. Сейчас уже думают над всевозможными методами, которые помогли бы вынести вердикт о работоспособности метода, не дожидаясь смерти человека. Например, можно наблюдать за разными маркерами старения, а потом искать вмешательства, которые приводят к норме максимальное количество этих маркеров. По крайней мере, это будет отправной точкой в поиске «эликсира молодости».
– А что можно сказать о популярном «тренде» – выращивании органов? Развивается ли это направление в нашей стране?
– Про отечественные разработки в этой области я могу сказать мало, хотя знаю, что какие-то вещи делаются. (Подробнее читайте в «ММ» № 5 за 2017 г. – Ред.) В мировой науке есть идея создать генно-модифицированных иммунизированных животных, которые имели бы некоторые человеческие гены и могли бы быть хорошими донорами органов. Например, несколько лет назад ученые из Национального института здравоохранения США создали свинью, сердце которой потом пересадили обезьяне. Правда, пересаживали не для того, чтобы это сердце потом функционировало, а чтобы убедиться, что оно просто подойдет обезьяне и организм его не отторгнет.
Сегодня не много людей, которых спасли при помощи искусственно выращенных органов, но ничего не мешает развивать это направление дальше. Поэтому в будущем, я полагаю, эти технологии станут массовыми.
– Большинство людей в нашей стране продолжают бояться ГМО-продуктов. Какую пользу они приносят нам сейчас, а какую могут принести в будущем?
– Гены есть у всех живых организмов, и они меняются. Это неизбежно. В лаборатории мы просто контролируем этот процесс и изменяем те гены, которые нужно изменить. Для достижения того же результата классической селекцией приходится изменить гораздо больше генетической информации – так получается на практике.
Страх перед ГМО связан с незнанием людей о том, что собой представляют эти организмы. Многочисленные и широкомасштабные исследования показывают, что никаких дополнительных опасностей (помимо тех, что могут существовать изначально, в «натуральных» продуктах) генно-модифицированные организмы не несут.
ГМО очень важны для сельского хозяйства. Иллюстрация: ERIC PALMA www.fastcomplany.com
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ позволяет нам получать важные лекарства. Например, практически весь инсулин уже больше 40 лет производится генетически модифицированными микроорганизмами – дрожжевыми клетками и бактериями E. Coli, в которые «встроены» человеческие гены, ответственные за выработку инсулина.
ГМО очень важны для сельского хозяйства, особенно в условиях растущего населения планеты. Они помогут накормить всех и не отвоевывать у природы те экосистемы, которые пока удается сохранить, не превращая их в пастбища и поля. Генная инженерия – одна из технологий, которые позволяют это осуществить. Не единственная, но важная.
Кроме того, она может делать продукты полезнее. Взять, к примеру, знаменитые черные помидоры, богатые антиоксидантами. Эксперименты на грызунах показывают, что употребление таких томатов снижает риск развития некоторых заболеваний, в том числе онкологических и сердечно-сосудистых.
Генная инженерия способна создавать растения, устойчивые к вредителям, поэтому их не надо обрабатывать инсектицидами. Благодаря этому насекомые, опыляющие поля или обитающие на них, не подвергаются отравлениям. Эти же методы позволяют выращивать деревья, из которых проще добывать целлюлозу, что облегчает работу бумажной промышленности и сокращает загрязнение окружающей среды. И таких областей, где генная инженерия приносит ощутимую пользу, масса.
ПОЭТОМУ НАЛИЧИЕ в России закона, запрещающего выращивание ГМО-продуктов в нашей стране, конечно, удручает. Ведь у нас есть соответствующие специалисты, перспективные наработки, которые остановились в своем развитии. Чего не происходит в других странах, продукцию которых в будущем нам придется импортировать. А у нас, к сожалению, по-прежнему будет загрязнение окружающей среды и неэффективное сельское хозяйство.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
