Заключение

Размышлениями о проблемах, встающих перед человечеством, получившим власть над геном, мы и хотели закончить эту книгу. Но через полгода после того, как мы принесли рукопись книги в издательство и она уже готовилась к печати, нас попросили дополнить ее небольшим заключением.

И мы оказались перед сложной задачей. Полгода - очень короткий срок для любой из наук, но только не для генетической инженерии. За эти несколько месяцев появилось множество статей, описывающих новые векторы, расшифровку структуры генов, создание новых зондов для диагностики многих заболеваний человека и животных.

Главное же событие - начало разработки грандиозного проекта определения полной нуклеотидной последовательности генома человека (так называемая программа "Геном человека"), С таким великим замыслом биология еще не встречалась за всю историю своего существования: ведь предстоит изучить структуру ДНК общей длиной в 3 млрд. нуклеотидных остатков, что потребует объединения усилий многих тысяч людей. Проект, о возможности реализации которого еще нельзя было и думать года два назад, становится реальностью благодаря трем важным достижениям молекулярных биологов и генетиков самого последнего времени.

Во-первых, был создан метод электрофореза в гелях, позволяющий получать в индивидуальном виде целые хромосомы и их огромные фрагменты. Во-вторых, удалось сконструировать векторы для клонирования в клетках эукариот гигантских ДНК - длиной до миллиона пар оснований. И в-третьих, построены автоматы, секвенирующие ДНК с огромной скоростью.

Конечно, для реализации проекта секвенирования генома человека нужно решить еще множество технических вопросов. Важно, что он осуществим в принципе. И не так уж далеко то время, когда мы будем знать структуру всех белков, из которых построен человеческий организм. А это поможет победить наследственные и многие другие болезни. Но об этом мы надеемся рассказать в следующих книгах.

Возможности генной инженерии год от года стремительно возрастают. Естественно, идут споры о том, как наиболее целесообразно использовать новые силы. Та же программа "Геном человека" вызвала ожесточенные споры в научном мире. Не утихают они и до сих пор. Противники программы настаивают на том, что слишком много сил и средств будет затрачено впустую: мы уже рассказывали о том, что гены, кодирующие белки, составляют лишь небольшую часть ДНК хромосом организмом. Да, отвечают сторонники программы, поиски нуклеотидных последовательностей в секвенируемых фрагментах человеческого генома будут подобны вымыванию частичек золота из золотоносной породы. Но ведь это - золото! Будет получена информация о полной структуре генов, поражаемых генетическими болезнями. Ученые надеются расшифровать структуру всех белков иммунной и гормональной системы человека, а также белков, участвующих в перерождении нормальных клеток в раковые. Кроме того, говорят защитники программы, работая над реализацией такого грандиозного проекта, ученые неизбежно создадут новые методы изучения генов, которые окажут воздействие на развитие всей биологии (подобно открытию рестриктаз и разработке способов секвенирования ДНК). И здесь они оказались правы.

Группа английских ученых, изучая гены человека, обнаружила в них особые области, с помощью которых ДНК одного человека может быть с полной достоверностью отличена от ДНК другого человека (кроме однояйцевых близнецов). Это открытие позволяет идентифицировать личность и устанавливать родство людей (оно получило название "молекулярная дактилоскопия"). Важно также, что этот метод помогает находить точные места генов (или, как говорят, картировать их) в хромосомах человека...

Известно, какой огромный ущерб сельскому хозяйству наносят сорняки. Пока (и такая ситуация будет существовать еще многие годы) человечесто в борьбе с сорняками идет по пути наименьшего сопротивления: посевы обрабатывают растительными ядами - гербицидами. Гербициды не только наносят большой вред окружающей среде, но они ядовиты и для основной культуры, будь то пшеница, картофель, бобы и т. д. Недавно группе балтийских ученых благодаря генноинженерным манипуляциям удалось получить сорт томатов, совершенно устойчивых к гербициду биалофосу. С биалофосом связывают большие надежды: он считается безвредным для человека и животных, а продукты его разложения (в основном аминокислоты) безвредны для растений и микроорганизмов. Однако он не может, естественно, отличить культурное растение от сорняка. И вот в хромосомы томата удалось ввести ген, в котором закодирован белок, обезвреживающий биалофос, но не влияющий на жизнедеятельность самого растения. Этим путем в ближайшие годы будут получены многие гербицидоустойчивые сельскохозяйственные растения. Будем надеяться, однако, что это большое научное достижение не обернется другой стороной и не приведет к бесконтрольному применению гербицидов. Ведь биалофос будет убивать не только сорняки, широкое его применение может значительно обеднить дикую флору. Противники биалофоса справедливо указывают на то, что применение, например, ДДТ погубило многие виды полезных насекомых (диких пчел, шмелей, наездников), а "вредные" смогли приспособиться, те же комары и мухи благоденствуют до сих пор.

Вот еще более сногсшибательный проект: вставить в геном картофеля ген хитиназы - фермента, расщепляющего хитин, слагающий оболочки насекомых. И если раньше колорадский жук переваривал съеденный им картофель, то тогда картофель, съедаемый вредителем, будет переваривать его самого!..

Генная хирургия - направленное изменение организма методом включения в его геном нужных генов - еще не вышла из лабораторий в клинику. Но опыты на лабораторных животных говорят о перспективности этого направления. Ограничимся одним примером. Мы писали в этой книге об энхансерах - последовательностях ДНК, делающих структурный ген активным (экспрессирующимся). Так, ген эластазы - фермента, расщепляющего белок сухожилий - эластин - имеется во всех клетках организма, но активен он лишь в клетках поджелудочной железы, потому что только там он соединен с соответствующим энхансером. Американские исследователи вставили в плазмиду одновременно энхансер гена эластазы и ген дифтерийного токсина. Эту плазмиду вводили в яйцеклетки мышей, которые потом донашивались в матках приемных матерей. В результате рождались мышата без поджелудочной железы - энхансер стимулировал активность и гена эластазы, и гена токсина, убивающего клетку. Это, пожалуй, один из первых опытов, в котором удалось направленно повлиять на развитие ткани и целого органа. Следуя по этому пути, можно не только направленно убивать клетки (например, раковые), но и стимулировать синтез нужного клетке белка - в тех случаях, когда собственный ген организма дефектен.

Однако и тут возникают вопросы: куда мы зайдем, идя по этому пути? Возможно ли, например, с моральной стороны геннохирургически стимулировать рост головного мозга? Ведь как только мы научимся исправлять ошибки природы, нам тотчас захочется ее улучшить. А не ждать милостей от природы - на этом мы уже многократно обжигались. Хочется верить, что будущие генные инженеры, будут осторожными в реализации своих проектов, смелость которых превзойдет, наверное, те, о которых мы вам рассказали.