Эта глава – погружение в мир микроорганизмов – прежде всего таких, которые имеют отношение к генетическим технологиям, – а также рассказ о революции, совершенной в науке генетическими ножницами CRISPR. Если вас интересует только то, как эти технологии в итоге повлияют на человека и общество, эту главу вы можете пропустить. Следующая, где я объясню, что такое генетика и гены по сути, вам тоже может показаться чрезмерным углублением в тему. Но если у вас все же достаточно мужества, следуйте за мной в это волшебное микроскопическое царство.
Так же как и в привычной нам природе, беспощадный мир микроорганизмов охвачен постоянной конкуренцией – здесь выживают только те, кто лучше приспосабливается. В ход идет каждое преимущество, методы нападения и защиты неустанно совершенствуются. Одно из самых известных проявлений этой микроскопической войны было обнаружено совершенно случайно.
Шотландского исследователя Александра Флеминга очень интересовали бактерии. Летом 1928 г. он изучал группу стафилококков, часто безобидных, но иногда способных вызывать инфекции. Он выращивал бактерии в чашках Петри с питательной средой ровно так, как до сих пор делают в лабораториях. В августе Александр прервал работу и отправился на отдых с семьей. Он не привел в порядок рабочее место, а просто сложил чашки с бактериями стопкой в углу. Этот блестящий ученый был известен как человек, не придававший значения необходимости уборки. Когда же в начале сентября Флеминг вернулся в лабораторию, он обнаружил, что чашки с посевом больше непригодны для работы, поскольку бактериальную культуру захватил плесневый гриб. Такое случается, но удивительным было то, что умерли бактерии, окружавшие каждое пятно плесени, в то время как другие бактерии в чашке для культивирования оставались живы. Необъяснимая таинственная гибель бактерий заставила Александра Флеминга заняться разведением именно этого плесневого гриба и проверкой его взаимодействия с другими бактериями. Результат упорно повторялся: производимое грибом вещество убивало находящиеся поблизости бактерии. Изначально Флеминг называл это вещество «плесневым соком», но в марте 1929-го он известил мир об изобретении пенициллина: «Иногда находишь не там, где ищешь. Проснувшись с рассветом 28 сентября 1928 года, я не планировал совершать революцию в медицине посредством открытия первого в мире антибиотика, убийцы бактерий. Но именно это я и сделал»
[85].
С тех пор исследователи открыли массу различных типов антибиотиков, производимых защитной системой, которую микроорганизмы используют в схватках с бактериями, и все это позволило реорганизовать и здравоохранение, и общественную жизнь. Во время Второй мировой войны состоялся настоящий прорыв в лечении раненых, и с тех пор человек использует антибиотики для огромного множества целей: в хирургии и пульмонологии, для лечения гонореи и болезни Лайма, при пересадке органов, для предотвращения инфекций при родах и при лечении сифилиса и туберкулеза, практически искорененной болезни, от которой раньше умирали тысячи людей
[86].
Сегодня антибиотики используются и в менее позитивных целях: курам, коровам и свиньям дают антибиотики для более быстрого роста и профилактики заболеваний, вызываемых нахождением в тесных помещениях. Антибиотики распыляют в рыбных хозяйствах, а в 1950-х в растворе антибиотиков вымачивали мясо, чтобы увеличить срок его хранения
[87]. В целом представить мир без антибиотиков уже невозможно. Но с тех пор, как мы начали их использовать, бактерии придумывают все новые способы защитить себя от веществ, производимых в этой гонке. Бактерии развивают в себе устойчивость – и все чаще находят способы сопротивления прежде, чем мы успеваем разработать новый вид антибиотика.
Открытие антибиотиков не первый случай, когда человек использует креативность микроорганизмов в собственных интересах. Дрожжи, разлагающие сахар и превращающие его в алкоголь, тоже создают неблагоприятную среду для бактерий. А молочнокислые бактерии в квашеной капусте и йогурте защищают пищу от грибов и не дают ей испортиться. Всего несколько лет назад пришла пора очередного прорыва: был изобретен новый способ применения микроорганизмов для нашего блага.
* * *
Все началось с неожиданной находки. В 1980-х японские генетики обнаружили в геноме бактерий нечто странное – небольшие фрагменты ДНК, которые выглядели одинаково независимо от того, как их читали: от начала к концу или в обратном направлении, как в словах «казак», «радар» или «шабаш». Эти маленькие палиндромы держались вместе, образуя кластеры. Исследователи отметили факт открытия, но не более. Оно было воспринято как очередная диковинка природы
[88].
