Генетические ножницы получают инструкцию и могут редактировать геном любого типа, включая геном человека и животных. Исследователи нашли универсальное биологическое решение, гаечный ключ, который подходит к любой гайке.
* * *
Методы, с помощью которых создавались генетически модифицированные организмы до 2012 г., требовали много денег, времени и были крайне неэффективными. Трудно было отследить, куда конкретно встраивается новый ген, редактировать одновременно несколько генов было чрезвычайно сложно. Процесс можно сравнить со стрельбой по мишени из дробовика. Разумеется, иногда дробины поражают цель, но бо́льшая их часть не только не попадает в яблочко, но и портит саму мишень. CRISPR-технология все это перевернула: технология стала дешевой, простой и быстрой. Ученые внезапно превратились в снайперов
[95].
Методика настолько недорогая, что уже появилась в лабораториях по всему миру, включая самые бедные страны. И настолько простая, что частные лица могут заказать комплект для домашнего экспериментирования. А главное – эта методика работает так эффективно и быстро, что благодаря использованию антивирусной системы бактерий ученые получили реальный шанс реализовать свои самые дерзкие мечты – изменять гены.
Антивирусная защита бактерий – основа подхода, но за недолгие годы существования технологии ученые разработали ряд ее вариантов, позволяющих применять метод для различных целей. Самый простой – удаление или разрушение гена, устранение вредной мутации, вызывающей наследственное заболевание. Ножницы получают инструкцию, как найти конкретный ген, направляются туда и отрезают участок генома; далее система восстановления клетки «заделывает» образовавшуюся дыру. Другая возможность – встраивание чужого гена. Это может быть ген, который заставит дрожжевые клетки производить инсулин или заменит поврежденный ген у человека.
Последние версии технологии настолько усовершенствованы, что позволяют вместо изъятия или привнесения крупных участков генома изменять отдельные буквы генетического кода, что сопоставимо с исправлением ошибок в правописании в тексте. Кроме того, CRISPR можно использовать для проверки наличия отдельных генов без их редактирования. Это позволит лучше понимать особенности ряда заболеваний, а возможно, и искоренить некоторые из них.
* * *
Слово «ножницы» использовано в названии CRISPR-Cas9 неслучайно, поскольку технология предполагает именно разрезание генома. Еще одно удачное сравнение – швейцарский складной нож, поскольку после разрезания генома возможны различные манипуляции – удаление, добавление, преобразование. Третья параллель – текстовый редактор, подобный компьютерной программе Word: CRISPR предполагает возможность переписать последовательность ДНК так же, как мы переписываем текст, сидя за компьютером. Многие ученые сегодня чаще говорят о генетическом редактировании, а не о генетической модификации.
Каждая из этих аналогий – ножницы, армейский нож, текстовый редактор – отражает определенную особенность системы и помогает лучше понять то, что происходит в клетке. Но для того чтобы осознать социальные преобразования, нам надо вернуться в XV век. В 1439 г. Иоганн Гутенберг изобрел книгопечатание. Станок с набором перевернутых букв позволил использовать их многократно для изготовления новых книжных страниц. Подобная технология существовала в Китае еще в 1041 г., но, поскольку китайских иероглифов многократно больше, чем букв латиницы, китайский печатный станок особого распространения не получил: он не мог упростить или ускорить процесс создания книг
[96].
В Европе же изобретение Гутенберга произвело революцию – широким массам стали доступны красивые, относительно недорогие книги, которые было удобно читать. Появились печатные газеты, журналы, листовки, афиши и все прочее, что раньше было дорогостоящим и сложным
[97].
В перспективе книгопечатание и удешевление книг привели к росту грамотности. Быстрее и легче распространялись идеи, что в свою очередь обусловило множество малых и крупных социальных изменений – от научной революции, позволившей быстро информировать общество о результатах исследований, до появления профессиональных союзов, что создало предпосылки для развития в обществе равноправия, для искоренения несправедливости, а также для адекватной оплаты труда. Печатный станок послужил основой бесконечного множества феноменов, которые вместе и преобразовали наше общество.
Всего за несколько лет CRISPR и новые генетические технологии привели к подобной революции. Рожденные в исследовательских лабораториях технологии уже влияют и на само общество. Изменения начались – пусть существенные результаты еще не вполне заметны. В конце XV века никто не мог представить каскад преобразований, который вызовет первая печатная книга. Но то, вследствие чего весь мир изменился, уже произошло. И если вернуться к технологии CRISPR, то мы сейчас находимся примерно в такой же точке развития.
Незадолго до CRISPR появились еще две технологии, упростившие генетическую модификацию клеток. Технологии на основе ферментов TALEN и участков белка под названием «цинковые пальцы», как и CRISPR-Cas9, позволяют находить конкретный участок для генетической модификации. Это более дорогостоящие и менее удобные технологии, но в ряде случаев они предпочтительнее. Кроме того, они отчасти проложили дорогу технологии CRISPR, чье появление не прервало и другие эксперименты с иммунной системой бактерий с целью сделать генетическую модификацию максимально точной. Это чрезвычайно важные открытия, хотя они и не получили такого же широкого распространения, как CRISPR
[98].
