Микроб, не помнящий родства

Андрей Бабицкий Forbes Contributor
Крейг Вентер создал и пересадил бактерии цепочку ДНК длиной около миллиона нуклеотидов

20 мая Барак Обама заказал высокой научной комиссии специальный отчет о состоянии дел в синтетической биологии — решив, вероятно, что настало время президенту США разобраться в столь важном вопросе. Среди участников комиссии будет и Крейг Вентер — человек, благодаря которому возможность создания искусственной жизни не только заинтересовала широкую публику, но и чуть приблизилась к потенциальному техническому воплощению. Не будь Вентера, громкое исследование не увидело бы свет, а увидев, прошло бы сравнительно незамеченным, притом что в работе, наделавшей столько шума, — «Создание бактериальной клетки, контролируемой химически синтезированным геномом» — пионер геномной революции числится 24-м автором из 24.

Благодаря энтузиазму журналистов достижение команды ученых из Института Крейга Вентера (JCVI) приравняли к созданию искусственной жизни. Осторожный обычно журнал Economist озаглавил свой очередной выпуск «И Человек создал жизнь» (ниже помещалось изображение Адама из Сикстинской капеллы, засевающего небеса бактериальными клетками). Ученые, опрошенные по случаю журналом Nature, были куда осторожнее. Профессор Джим Коллинз из Университета Бостона заметил, что, хотя некоторые исследователи и тешат себя «иллюзиями величия», на самом деле задачи и достижения синтетической биологии куда скромнее. Жизнь, к сожалению или к счастью, пока никто не создал.

Что же сделали Крейг Вентер и его команда? По сути они удалили геном из бактерии Mycoplasma capricolum и заменили его искусственно синтезированным геномом близкого родственника — M. mycoides. Полученная химера оказалась вполне функциональна и смогла размножаться самостоятельно. Несмотря на то что пересаженный геном был создан «в компьютере» (как заметил Вентер), назвать его творение синтетической или искусственной жизнью не поворачивается язык. (Гарвардский генетик Джордж Черч заметил по этому поводу, что скопировать древний манускрипт — это совсем не то же самое, что научиться понимать мертвый язык.) Скорее, исследователи научились создавать ДНК-протезы и успешно их пересаживать. Снабженная протезом бактерия смогла жить и размножаться — прежде таких операций не удавалось провести никому. Правда, после успешной пересадки бактерия поменяла видовую принадлежность, поскольку все ее белки считывались с чужеродной ДНК. Вентер даже раздумывал одно время над тем, чтобы описать свое создание как новый вид — M. laboratorium, но благоразумно отказался от этой затеи.

Несмотря на то что сенсация преувеличена, Вентеру и его команде удалось решить множество тонких технологических задач, которые наверняка пригодятся его коллегам. Для начала, никто и никогда не создавал прежде de novo цепочки ДНК длиной больше тысяч нуклеотидов, — команде из JCVI удалось синтезировать цепочку длиной около миллиона. При этом им пришлось воспользоваться помощью клеток дрожжей и кишечной палочки, которые сшивали бактериальный геном из отдельных кусочков, полученных традиционными способами. Технология безошибочного производства ДНК такой длины — безусловный прорыв. Ключевое слово тут «безошибочный» — одна ошибка в генетическом коде может пустить всю работу насмарку, что и случилось с командой из JCVI, потерявшей три месяца на устранение недочета.

Вторая проблема, с которой столкнулись ученые, — естественная защита бактериальной клетки — получателя генома. В жизни нормальной бактерии единственные создания, стремящиеся вставить в нее кусок чужеродной ДНК, — это вирусы. Поэтому бактериальные клетки имеют соответствующие механизмы защиты. Команде Вентера удалось обойти эту защиту.

Наконец, Вентер сознательно усложнил себе работу, пойдя на некоторое пижонство. В собранный наново генетический код он вставил закодированные нуклеотидами осмысленные последовательности, например адрес своей электронной почты. По его словам, эта последовательность позволит уличить в плагиате любого, кто без разрешения воспользуется созданным им геномом. (Вентер — последовательный сторонник патентования такого рода достижений.) Но вполне вероятно, это была не столько попытка защиты интеллектуальной собственности, сколько маркетинговый ход. Как еще рекламировать свои достижения в век биотехнологий, если не генетическим кодом, — неоновые лампы давно уже устарели. Кроме того, если в чем-то помимо биотехнологий Вентера стоит признать гением, так это в саморекламе.

Прославился Вентер 10 лет назад, когда был опубликован первый относительно полно прочитанный геном человека. В это сложно поверить, но практически в одиночку он смог обогнать безумно дорогостоящий интернациональный проект «Геном человека», потратив на это в три раза меньше времени. Несколькими годами позже он опубликовал первый диплоидный геном человека (то есть расшифровал все 46 хромосом человека, а не 23, которыми, как правило, ограничиваются). Человеком этим был, естественно, он сам. Сейчас Вентер и основанный им институт JCVI (J Craig Venter Institute) занимаются сразу несколькими важными проблемами. Например, изучают генетическое разнообразие океанической микрофлоры (для отбора проб Вентер предоставил собственный парусный шлюп) и болезнетворных организмов — в надежде эффективнее с ними бороться. Кроме того, JCVI занимается разработкой бактерий, способных синтезировать топливо. Именно синтезу топлива, как считает Барак Обама, могут помочь последние достижения в деле ДНК-протезирования.

Ирония состоит в том, что получить коммерческий выход из опыта по пересадке генома, в ближайшее время не удастся. Если даже бактерий при помощи генетической инженерии и научат производить нефть, то сделают это привычными старыми методами — пересаживая отдельные гены. Пересаживать целый геном ради нескольких нужных генов — это непозволительная расточительность.

Даже в отсутствие практических перспектив Крейг Вентер, поставивший очередное высокотехнологическое шоу, получит, вероятно, еще несколько грантов на создание бактерий, производящих топливо, или искусственной жизни. Но до искусственной жизни ему еще почти так же далеко, как 10 лет назад. Хотя на феномен жизни он, по собственному признанию, смотрит теперь иначе.

Новости партнеров