Технология CRISPR уже используется применительно ко всему и всем, от бактерий до человека, а результаты вселяют в ученых невероятный оптимизм. Появится ли что-то новое после CRISPR? Наверняка, но это лишь ускорит ход вагона, который уже тронулся с места. Пишущие машинки и планшеты – по сути лишь следствия печатного станка. Перемены, обусловленные новой технологией, будут ускоряться по мере того, как будут делаться новые открытия и совершенствоваться существующие методы.
CRISPR и новые революционные генетические технологии имеют много общего с антибиотиками. Как и в случае с Александром Флемингом, мы убедились, что можем извлекать пользу из вечной войны микроорганизмов. Примечательно, что оба открытия сделаны случайно – учеными, которые стремились понять, как устроен мир, а не изобрести новый научный инструментарий. И тем не менее они нашли то, что привело к революции.
Открытие генетических ножниц будет иметь еще более масштабное воздействие на социум, чем чашка Петри, забытая Александром Флемингом в лаборатории. Но, даже вооружившись новым мощным инструментом, мы должны точно понимать, что именно мы намерены переделать.
6. Невоспитанный горох
В середине XIX века на территории нынешней Чехии, которая тогда была частью Австрийской империи, один монах занялся выращиванием гороха. В этом не было ничего удивительного: на монастырских землях часто разводят пищевые культуры. Монах, ставший впоследствии аббатом августинского монастыря в Брно, проводил эксперименты по скрещиванию разных видов гороха. И в этом тоже не было ничего необычного, кроме разве что огромного сада, имевшегося в распоряжении у монаха. С тех пор как человек начал выращивать растения и разводить животных, то есть примерно на протяжении 20 000 лет, он пытался спаривать и скрещивать, чтобы улучшать качества урожая и приплода. Мы создали тысячи пород коров, овец, кур и прочих животных и еще больше – сортов фруктов и овощей. Испокон веков крестьяне знали, что телята от одной коровы или ягнята от одного барана лучше, крупнее и выносливее, чем от другой коровы или другого барана. И что в результате скрещивания большого быка с коровой, которая производит много молока, иногда рождается сильное животное, способное в будущем дать большой надой, а иногда – слабое и вообще без молока. Люди постигали закономерности скрещивания и наследственности, основываясь на опыте и отчасти инстинктивно. А полученные знания позволяли им изменять почти все находившееся рядом, – от собак до кумквата.
Однако, в отличие от большинства прежних садовников, наш монах начал вести счет. Некоторые качества гороха можно было заранее предсказать: например, горошины могли быть либо желтыми, либо зелеными, но не желто-зелеными. Если растение с желтыми горошинами скрещивалось с растением с зелеными горошинами, то первое поколение получалось полностью желтым – однако дальнейшее скрещивание таких растений друг с другом давало горошины, из которых три четверти был желтыми и четверть – зелеными. Скрещиваемый между собой зеленый горох всегда давал зеленое потомство.
Все эти комбинации нам немного знакомы из уроков биологии в старших классах, на которых изучались законы наследственности. Монах Грегор Мендель и его эксперименты в огромном монастырском саду заложили основу науки, которая сегодня называется генетикой
[99]. Мендель первым показал, что есть свойства, которые передаются следующему поколению в чистой и неделимой форме
[100]. Он называл их невидимыми факторами, а мы сегодня называем их генами. Кроме того, Мендель доказал, что некоторые такие факторы доминируют над другими.
Классический пример из школьного учебника – цвет глаз. Цвет глаз, карий или голубой, практически целиком определяется одним геном, или, как сказал бы Мендель, наследственным фактором. Один вариант гена кодирует карий цвет, другой – голубой. Ген расположен на 15-й хромосоме, а поскольку у человека две такие хромосомы – одна от матери и одна от отца, – таких генов тоже два. Если от матери вы наследуете ген карих глаз, а от отца – голубых, то вы с большой вероятностью родились кареглазым. Вариант гена, отвечающий за карий цвет глаз, является доминантным и на практике «побеждает» все остальные варианты. Но в следующем поколении при такой же ситуации – ген карих глаз от матери и голубых от отца – ребенок уже может родиться как кареглазым, так и голубоглазым. Если у такой пары четверо детей и каждый получил одну из четырех возможных генетических комбинаций, то один ребенок – тот, кому ген голубых глаз достанется от обоих родителей, – будет голубоглазым. Двое могут родиться кареглазыми, но при этом, как и родители, быть носителями гена голубых глаз. Четвертый тоже должен быть кареглазым, с копией гена карих глаз от обоих родителей.
Это легко понять и просчитать. Грегор Мендель изучал семь различных свойств гороха, и везде прослеживалась одна и та же закономерность. Неделимые свойства, доминантные и рецессивные факторы. Подобные простые и элегантные теории и эксперименты всегда вселяют чувство невероятного удовлетворения. Они красиво и понятно иллюстрируют то, как устроен мир.
Мир, впрочем, имеет тенденцию ломать конструкции из красивых объяснений. Среди школьников обязательно находится тот, кто спрашивает: а как же люди с зелеными глазами? Или те, у кого один глаз карий, а другой голубой? А еще есть глаза не голубые, а серые, как море в шторм! Да и карие бывают разных оттенков, светлые и темные!
Перед Грегором Менделем тоже вставала эта проблема: не весь горох вел себя как следовало, определенный процент всегда выпадал из общего ряда. Пестрые растения отказывались подчиняться правилам. Нам неизвестно, что в связи с этим предпринимал Мендель, но ученые, которые впоследствии анализировали его труды, заметили, что результаты чересчур поспешны, красивы и слишком линейны, чтобы полностью соответствовать действительности. Природа никогда не ведет себя настолько предсказуемо и системно. Один из исследователей как-то заметил: «Можно поздравить игрока, которому выпала удача, но, если ему везет завтра, послезавтра и послепослезавтра, это невольно будит подозрения»
[101].
