ОБЫКНОВЕННОЕ ЧУДО
генетики

Ребриков Денис Владимирович, профессор кафедры молекулярной биологии МГУ,
проректор РНИМУ им. Пирогова, директор по науке компании «ДНК-Технология»

Лекция о генетике прозвучала на Фестивале науки в МГУ в свободной и местами шутливой манере, но касалась очень серьёзных вопросов нашей жизни: болезней и смерти. По её завершении осталось впечатление, что не всё так безнадёжно в нашем мире: мы можем жить дольше. Остаётся только понять для себя, зачем нам жить дольше. Но это предмет другой лекции и других исследований. Может быть, в искусстве? Пока же современные фаусты вызывают духов, а молодые франкенштейны упорно лепят своих монстров... Шутка.

Денис Ребриков

Человек-конструктор

Генетика выходит на создание людей с заданными генетическими параметрами. На сегодняшний день существуют определённые наработки. В каждом человеке в 46 хромосом: по 23 от матери и отца. Каждая из этих половинок передаётся будущему ребёнку полностью. «Инструкции» на каждой из хромосом чуть-чуть разные. И вариантов использования хромосом очень много. То есть у одних родителей почти наверняка последовательно родятся два разных ребёнка.

Проведём такой опыт. Из 10-ти оплодотворённых клеток, каждая из которых достигла стадии деления до 8-ми клеток, заберём одну только что новорождённую. Мы это делаем специальным тонким стеклянным капилляром. Эта клетка подсаживается будущей матери. Перед этим по ДНК мы определяем, какие особенности окажутся у будущего ребёнка: будут ли у него здоровые или не очень зубы, будет он тяжелоатлет или бегун и т.д. Делается это пока в пределах того известного разнообразия, которое может предоставить пара родителей. Если же есть серьёзное врождённое заболевание, когда порочный ген не перекрывается здоровым, и будущее свойство становится гомозиготным, то мы можем легко отсечь эту нежелательную генную комбинацию на стадии анализа ДНК.

Когда эта процедура будет налажена и мы сможем полностью читать генный набор, мы сможем будущим родителям выдавать некие паспорта свойств будущего ребёнка. Появится необходимость в работе специального консультанта, который будет разъяснять родителям возможность и желательность тех или иных качеств будущего ребёнка.

Конечно, такие рассуждения не все принимают. Особенно в регионах, где сильны традиционные представления о морали и есть сильная религиозная традиция. Для этого и нужны такие лекции, чтобы публика осознала важность таких исследований.

Клонирование

В 1996 г. Ян Вильмут (Ian Wilmut) опубликовал работу о клонировании овцы. Из клетки живого существа выращивают его копию. На самом деле животных клонировали и раньше. Например, лягушку клонировали в 1952 г. Но только после клонировании отцы учёные поняли, что это привлекательное направление исследований, золотая жила. И у меня нет никаких сомнений, что в мире уже живут довольно много клонированных людей. И сейчас им 10-12 лет.

Но профессора, у которых и родились такие клоны, они не выводят этих детей на широкую публику: «Павлик, поздоровайся с дядями и тётями». И все потом смотрят, как этот маленький Павлик играет на балалайке. Вопрос, когда нам покажут клона Арнольда Шварцнеггера или ещё кого-то. Сейчас или когда он станет таким же амбалом, как его папа. Потому что человечество ещё не готово принять этих клонов. Большинство людей опасаются нового, и им комфортнее жить в коконе привычного. И мы все такие в той или иной степени. Это нормально.

Ян Вильмут

Гораздо актуальнее и нужнее сейчас создание органов, заменяющих больные, повреждённые. Конечно, уже отработана технология 3D-принтеров. Там микрокапли собирают объёмную модель. Только вместо клея и пластмассы используют клетки. Причём таких клеток может быть в органе несколько видов. И это тоже учитывается в такой технологии. Но благодаря открытию стволовых клеток стало понятно, что организм и сам готов отстроить новый орган. Организму нужно только дать побольше строительного материала – мультипатентных клеток. Поэтому учёные делают инъекции. Как правило, из крови или жира. Проводят их через программу, обеспечивающей такие клетки индукцией мультифункциональности. И после этого возвращают такие клетки больному. Это один из методов регенеративной медицины.

Уже клонированы

Генная терапия

Другой метод изменения нежелательных свойств у человека или его болезней – генная терапия. В наше время уже накоплен опыт изменения генной «инструкции» человека. Эта технология основа на работе вирусных систем. Ведь многие вирусы встраивают свою генетическую информацию в генный код человека. Это свойство можно использовать для коррекции. Чаще всего используют аденовирусные конструкции. Берётся вирус, у которого встраивают ту информацию, которую необходимо внедрить для починки целевого гена. После этого у больного берут клетки крови из костного мозга, например. В клетки крови встраиваем нужный ген. После этого такие клетки возвращают в кровь больного. Ген начинает работать и исправляет нарушенную функцию. Достаточно долей процента такого препарата, чтобы весь орган заработал нормально.

Эта же технология работает как генетический допинг у спортсменов. Каждая раса людей обладает своими физическими способностями и биохимией. Оказалось, что у жителей некоторых стран есть преимущество в некоторых видах спорта. Например, у кенийцев и эфиопов в марафоне. У них гигантский гликолиз – получение энергии из сахара в крови. Есть возможность встроить ген африканца в европейского атлета. И такой допинг фармакологическими средствами не обнаруживается. Вот, поймали нашего бегуна Васю, обнаружили у него ген эфиопа. А мы говорим проверяющим: «Минуточку! Наш Вася – прямой потомок Пушкина».

Бессмертие

На Земле обитают живые существа, смерть которых не зафиксирована. Мало кто задумывается, что вокруг нас много организмов не вложена инструкция старения и смерти. Наше старение – это не износ, а следование генному коду. Сделано это для того, что у нас шла смена поколений. Это нужно эволюции, чтобы организм умел меняться с изменением окружающей среды. Некоторым существам это не нужно. Например, баобабам или эвкалиптам. Они живут, пока в них, например, не ударит молния.

Они бессмертны

Можно ли сделать так, чтобы клеточное время тикало в обратную сторону? Такой прецедент в природе найден. Медуза turritopsis nutricula после спаривания возвращаются к ювенильной стадии – к гидроидному полипу. Она из класса гидрозоев, которые погибают, если их убьют или съедят. И так она живёт многие тысячи лет. Правда, она лишена мозга в нашем понимании. И непонятно, что лучше: жить тысячу лет и ничего по осознавать, или нам, неизбежно умирающим?

Нам остаётся разгадать этот механизм бессмертия. Считаю, что такое исследование возможно, и первые практические результаты мы можем получить уже лет через десять. Правда, из опытов на мыши. Только вот до человека там останется ждать ещё меньше.

Формально мы бессмертны

И это обстоятельство катастрофически меняет весь взгляд на человеческий социум. Единственное серьёзное ограничение – раковые заболевания организма. Этиология рака заключается в генных нарушениях внутри клетки. Упрощённо говоря, клетка отказывается жить в единой клеточном социуме. Такие ошибки в генной инструкции неизбежны и трудно предотвратимы.

Накопление ошибок на генном уровне – совсем другой процесс, и совладать с ним – отдельная проблема.


Материал подготовил Виктор Шергин. Статья не является научной публикацией и носит ознакомительный характер. Подзаголовки Виктора Шергина.
Использованы репродукции слайдов из презентации Дениса Ребрикова

Читайте другие статьи о Фестивале науки 2015 г.:

«Сколько просвещения на Фестивале науки?»

«Нейронаука за спиной искусственного интеллекта: почему наш разум не может быть выгружен на внешние носители?»

«Вода и соль: происхождение жизни, здоровье и болезни»

«Культурные традиции у китов и дельфинов»

«Судьба писателя как текст: Достоевский vs Толстой»

Что позволяют выявить
ДНК-технологии?

Конечно, пока генная инженерия не всесильна.
Но уже сейчас можно предупредить нежелательные физиологические особенности у будущего ребёнка:
- предрасположенность к ожирению;
- риск атеросклероза и ишемической болезни сердца (ИБС);
- предрасположенность к гипертензии (как следствие - к гипертонии);
- нарушения свёртываемости крови;
- предрасположенность к бронхиальной астме;
- силу воспалительныных реакций;
- предрасположенность к остеопорозу.
Можно также определить спортивный профиль будущего ребёнка: будет ли он спринтером или стайером.