Глава 9. Генная инженерия - опасения и надежды

Каждый год в разгаре лета в нескольких школах-интернатах Нью-Хэмпшира, расположенного на северо- востоке США, устраиваются знаменитые Гордоновские конференции. Ученые, в основном биологи и химики, обсуждают самые животрепещущие вопросы своей науки. Живописные отроги Белых гор, изумрудная зелень, голубые озера и кристально чистый воздух располагают к творческим беседам и дискуссиям, которые длятся с утра до поздней ночи. Гордоновские конференции славятся своей дружелюбной атмосферой.

Однако Гордоновская конференция по нуклеиновым кислотам, собравшаяся в июне 1973 г. по традиции в Ньюхэмптоновской средней школе, бурлила и гудела как растревоженный улей. Ее участники только что услышали о первых удачных попытках отклонировать гены насекомых и животных в бактериальных клетках. Возникшие здесь слова "генная инженерия" и "рекомбинантные ДНК" не сходили с уст споривших. Они будоражили умы и наполняли надеждами, но одновременно и порождали тревожные чувства. Ведь многие ученые стали развивать планы о применении генной инженерии в изучении онкогенных (раковых) вирусов. Для этого намеревались с помощью техники рекомбинантных ДНК перенести геном таких вирусов в клетки кишечной палочки. Высказывались опасения, что бактерия с раковым геном случайно может попасть в организм человека.

Еще до окончания конференции ее участники обратились к президенту Национальной академии наук с предложением организовать комиссию по рекомбинантным ДНК, которая бы оценила степень опасности их создания для работающих с ними и для окружающей среды. Комиссия была создана. В нее вошли крупнейшие американские биологи, в том числе один из первооткрывателей двойной спирали ДНК Дж. Уотсон, а также "отцы" генной инженерии П. Берг, Г. Бойер, С. Коен.

В середине 1974 г. комиссия опубликовала обращение в виде открытого письма ко всем молекулярным биологам и генетикам мира, в котором призвала их воздержаться от конструирования некоторых видов рекомбинантных ДНК до тех пор, пока не будет полностью оценена степень риска с ними и не будут разработаны специальные правила безопасности. В частности, она не рекомендовала проводить эксперименты по клонированию генов онковирусов и других болезнетворных вирусов в клетках микроорганизмов, способных обитать в организме человека. Она призвала ученых тщательно продумывать каждый эксперимент, в котором используются ДНК, несущие гены устойчивости к антибиотикам. Комиссия предложила созвать международную конференцию по генной инженерии.

Публикация этого письма вызвала международный резонанс. Благородный и ответственный шаг членов комиссии послужил поводом к нападкам на науку и ученых. Генетическая инженерия была атакована как "изнутри", так и "снаружи". Некоторые сообщества либерально настроенных американских ученых ("Наука для людей", "Друзья земли", "Коалиция за ответственность в генетических исследованиях") еще раз воспользовались случаем, чтобы напомнить об ответственности представителей науки за социальные последствия их научных открытий. Они использовали дискуссии о потенциальном риске работы с рекомбинантными ДНК, чтобы обратить внимание общественности на тяжелое состояние государственной системы медицинского обслуживания во многих штатах США, на непрекращающееся отравление окружающей среды химическими концернами. Они сразу предупредили, что частные компании постараются извлечь из нового замечательного достижения науки крупные барыши. Ведь инсулин человека, например, производимый бактериями, обойдется им намного дешевле, чем инсулин, извлекаемый из поджелудочной железы свиньи. А продавать его они будут дороже, ссылаясь на то, что это настоящий человеческий инсулин, а не его заменитель.

Конечно, понять критиков генетической инженерии, выступавших с таких прогрессивных позиций, можно.

Иное дело - правые силы США. Многочисленные политические деятели увидели в рекомбинантных ДНК великолепный объект для демонстрации "заботы" о своих избирателях. Здесь легко нажить политический капитал, да и запугать обывателя. И политиканы пошли в бой. Им противостояла горстка ученых, которые, по словам политиканов, пускают на ветер деньги налогоплательщиков, удовлетворяя свое любопытство.

Особенно отличился Альфред Велуччи, мэр Кембриджа, пригорода Бостона, в котором расположены всемирно известные Гарвардский университет и Массачузетский технологический институт. Ему удалось настолько запугать городской совет, что все исследования по генной инженерии в этих ведущих научных центрах США были на некоторое время запрещены.

Один из авторов этой книги во время "кембриджского скандала" читал лекции в одном из университетов недалеко от Бостона. В гостях у одного из коллег его познакомили с респектабельной жительницей Кембриджа, которая, узнав, что автор изучает нуклеиновые кислоты, в ужасе воскликнула: "Так вы, значит, один из тех, кто хочет превратить наших детей в безмозглых карликов. Ну ничего, мэр Велуччи найдет на вас управу!" Что же касается "научного" уровня мэра Велуччи, то его лучше всего характеризует письмо, которое он написал президенту Национальной академии наук США. Это письмо настолько курьезно, что его стоит привести здесь полностью.

Мистеру Филипу Хендлеру, Президенту Национальной академии наук,

Вашингтон 16 мая 1977 г.

Имею честь обратиться к вам с просьбой как мэр города Кембриджа.

Сегодня в газете "Бостон Геральд Америкэн", издаваемой концерном Херста, появились два сообщения, весьма меня обеспокоивших. В Дувере, штат Массачузетс, объявилось "странное существо с оранжевыми глазами", а в Холлисе, штат Нью-Хэмпшир, перед одним человеком и двумя его сыновьями предстало "волосатое существо высотой в девять футов".

Убедительно прошу Вашу уважаемую организацию изучить эти происшествия. Я очень надеюсь, что Вы сможете установить, не связано ли появление этих "странных существ" с экспериментами по рекомбинантным ДНК, производимыми у нас в Новой Англии.

Заранее благодарен за помощь, с чем и остаюсь искренне ваш

Альфред Е. Велуччи, мэр, город Кембридж,

Массачузетс.

Мэр Велуччи оказался не одинок: временные запреты на генетическую инженерию удалось протащить еще в нескольких университетских городах США.

В такой ситуации ученые сохраняли стойкость. Весной 1975 г. в курортном местечке Асиломар, неподалеку от Сан-Франциско, была созвана первая международная конференция по рекомбинантным ДНК. Участвовала в ней и советская делегация во главе с выдающимся биохимиком В. А. Энгельгардтом. Нашим ученым было о чем рассказать: к этому времени в ряде институтов АН СССР по инициативе А. А. Баева развернулись широкие исследования по генетической инженерии. Конференция разработала правила работы с организмами, трансформированными рекомбинантными ДНК.

Между прочим, изобретать ничего нового участникам конференции не пришлось: уже десятки лет бактериологам и вирусологам приходилось иметь дело с действительно крайне опасными объектами, например с возбудителями чумы, холеры, сибирской язвы, с вирусом полиомиелита и многими другими. Ведь если бы не было таких работ, то не появились бы средства борьбы с этими болезнями, уносившими в прошлом тысячи человеческих жизней.

Участники Асиломарской конференции обратили внимание общественности, что генные инженеры работают и намерены работать в будущем только с такими штаммами кишечной палочки (нашего естественного симбионта), которые неспособны размножаться в организме человека или животных. Их можно выращивать только в лабораторных условиях на изысканных питательных средах.

Правила работы с рекомбинантными ДНК были приняты во всех развитых странах мира. Сначала они были очень строгими. Но по мере того как накапливался опыт, правила упрощались, и сейчас они мало отличаются от правил техники безопасности работы с "догенноинженерными" клетками. Работы с безопасными микроорганизмами ведутся в обычных лабораторных и заводских условиях. А с патогенными вирусами или микроорганизмами работают в специальных лабораториях, полностью изолированных от окружающей интенсивнейшей работы с рекомбинантными ДНК, в которую вовлечены тысячи людей, не зафиксировано ни одного случая, когда кто-либо пострадал бы от сконструированных генными инженерами организмов. По-видимому, случайным образом патогенные штаммы бактерии в ходе этих исследований возникнуть не могут.

Мы рассказали о тех опасениях, которые возникли после того, как человечество обрело невиданную до сих пор власть над геном. Изложим и нашу собственную точку зрения на этот трудный вопрос.

В конечном счете все страхи основываются на том, что генная инженерия позволяет преодолевать барьеры между организмами, которые прежде генами никогда не обменивались. Особенно опасаются случаев, когда в плазмидах клонируются гены высших организмов, особенно человека. Видимо, полагают, что геномы разных видов подобны компонентам так называемого бинарного газа, принятого на вооружение Пентагоном: порознь части безвредны, а в смеси образуют смертельный яд.

Однако клетки высших организмов, бактерий со всеми своими плазмидами и вирусы сосуществуют в биосфере миллиарды лет, не вызывая особых потрясений.

Еще более удобное место для незапланированных опытов по генной инженерии - человеческий кишечник. В нем, как и в кишках других животных, обитают бактерии, в первую очередь часто упоминавшаяся нами кишечная палочка и целый ряд других: симбионты, нахлебники и паразиты. Наш кишечник - это хемостат, прибор для поточного выращивания бактерий при заданной (36,7-37°С) температуре.

Каждый человек ежедневно съедает с пищей немало чужой ДНК. Далеко не вся она становится непригодной для трансформации в результате термической обработки пищи при варении или жарке. Чужая ДНК расщепляется ферментами, выделяемыми поджелудочной железой. Эта железа занимается не только внутренней секрецией, поставляя в кровь инсулин и глюкагон, но и внешней, выделяя в просвет кишечника нуклеазы.

В результате действия нуклеаз возникают случайно расщепленные фрагменты ДНК и РНК. Но этого мало: каждый день со стенок нашего кишечника слущиваются целые граммы отмирающих клеток кишечного эпителия и вся их ДНК вступает в контакт с содержащими плазмиды бактериями. Другими словами, создаются идеальные условия для опытов с непредсказуемыми результатами. Так что в кишечнике любого человека такие эксперименты должны происходить каждый день.

Сторонники ограничений в генной инженерии опасаются, что новые, искусственные микроорганизмы выйдут из-под контроля, размножатся и погубят человечество. При этом забывают, что и сейчас, как и всегда в эволюции, для успеха недостаточно мутации или удачной генной рекомбинации; нужно еще, чтобы условия внешней среды или требования человека поддержали распространение той или иной генной комбинации. Иначе говоря, нужен отбор.

Трудности медицины, связанные с антибиотиками, обусловливаются именно тем, что врачи, применяя пенициллин или стрептомицин, вели отбор на устойчивость бактерий к факторам внешней среды. А как только "гены устойчивости", выведенные медиками, попали в трансмиссивные плазмиды, они стали распространяться в мире бактерий, которые постепенно переставали реагировать на антибиотики.

Недавно американские исследователи установили главную причину гибели цитрусовых и других южных растений в Калифорнии при заморозках. Оказалось, что в этом "повинны" безобидные бактерии из родов Псевдомонас и Эрвиния, обитающие на поверхности листьев. Сами бактерии питаются отмершими клетками листового эпидермиса и для растения безвредны. Но некоторые белки их оболочки являются центрами льдообразования: на них конденсируется переохлажденный водяной пар и обмерзший лист гибнет.

Были получены штаммы бактерий, на которых не образуются микрокристаллы льда, и выдвинуто предложение опрыскивать их взвесью апельсиновые деревья. Это вызвало протест общественности, возглавляемой несколькими влиятельными сенаторами: как можно искусственно выведенные разновидности бактерий размножать и выпускать в природу!

Проект не был осуществлен, и, быть может, напрасно. Нет гарантии, что новые штаммы победят в жизненной борьбе клетки диких штаммов. Тем более нет оснований считать их вредными. Здесь все должен решить эксперимент.

Почему же надо опасаться ошибок генных инженеров? Ведь возможны и сознательная, направленная селекция, отбор вредных для человечества генных рекомбинаций, создание своего рода биологической ядерной бомбы.

Создание бактериологического оружия не требует больших капиталовложений, энергетических и материальных затрат, кроме того, может быть замаскировано безобидной и благородной целью, например изготовлением "чистых" вакцин. Слишком заманчив такой путь для стран, правительства которых упорно не желают объявить бактериологическую войну вне закона. Правда, такое оружие опасно и для того, кто его изготовляет. Выйдя из-под контроля, оно ударит и по народу собственной страны.

В 1969 г. в Вашингтоне было официально объявлено, что США отказываются от применения бактериологического оружия (именно потому, что оно может ударить по своим). А в 1986 г. заместитель помощника министра обороны США Д. Фейт заявил комиссии конгрессменов, что "поразительный прогресс, достигнутый за последние пять-десять лет в области биотехники... означает новые и лучшие биологические вооружения". Известно, что за последние 10 лет на эти исследования в США было затрачено 3 млрд. долларов. Американские газеты называют конкретные военные центры, работающие над этими проблемами. Известны и компании, например "Молекьюляр джинетекс", и фамилии ведущих специалистов, и даже объекты, которые пытаются "улучшить" методами генной инженерии.

Конечно, подавляющее большинство американцев не разделяют агрессивных устремлений Пентагона. Именно благодаря некоторым из них сведения о планах военщины проникают в печать. Они же разоблачают клеветнические измышления в адрес Советского Союза.

Ученые нашей страны всемерно совершенствуют генную инженерию, чтобы развить и закрепить успехи в этой области современной биологии. Как всякое научное достижение генная инженерия (власть над геном) сама по себе морально нейтральна. Приемлемым или неприемлемым с точки зрения человечности можно рассматривать только ее практическое применение.