Когда ученым удалось подобрать ключ (один ген = один белок), они всерьез вознамерились точно определить, какие конкретно гены у нас есть.
В 1990 г. был запущен проект «Геном человека», нацеленный на расшифровку полного генома человека
[107]. Если мы сможем читать и понимать гены в хромосомах, если мы получим доступ к инструкциям нашего тела, мы поймем, что происходит у нас внутри. Ученые предполагали, что это будет нечто вроде комбинированной поваренной книги и компьютерной программы. Но одновременно с началом изучения генов произошел еще один великий научный прорыв.
* * *
В эдинбургском Национальном музее Шотландии выставлено чучело овцы. Ничего странного: чучела животных служат экспонатами естественно-научных музеев с момента появления последних в середине XVI века. Логично, что в шотландском музее есть овца, учитывая местные зеленые холмы, просторные пастбища и шерстяные килты. Но это не просто овца, а овца породы финский Дорсет, которая родилась 15 июля 1996 г. и заставила удивиться весь мир, – Долли, первое клонированное млекопитающее
[108].
Клонирование и генетическая модификация не одно и то же. Клонировать существо – означает сделать его генетически точную копию и дать возможность развиться из этой копии новому индивиду. Что касается растений, то их клонирование происходит довольно просто: вы делаете клон всякий раз, когда сажаете в землю черенок или старую картошку. С животными сложнее, и до рождения Долли многие ученые были уверены, что клонирование млекопитающих невозможно.
Для клонирования животного нужно взять клетку тела и перенести ее ядро со всеми хромосомами в яйцеклетку, из которой ядро извлечено. Геном развившегося плода будет идентичен геному исходного организма.
Сейчас, по прошествии более двух десятилетий, клонирование стало обычным, пусть и сложным делом, технологию усвоили во всем мире. Если у вас умерла собака или кот, вы можете заказать клонированную копию; возможность клонирования животных дает надежду сохранить многие вымирающие виды. Кроме того, комбинирование генетических технологий и клонирования облегчает процесс получения идентичных подопытных животных, к примеру модифицированных обезьян, которых разводят в Китае. Ученые всего мира заключили соглашение, запрещающее клонировать человека, и, по-видимому, пока его никто не нарушил. Однако в 2018 г. на свет впервые появилась пара клонированных обезьян – Чжун Чжун и Хуа Хуа
[109]. Мир увидел двух фантастически милых детенышей макак, играющих с пластиковыми игрушками в клетке в Шанхае.
* * *
Для того чтобы прочитать геном человека, потребовалось более десяти лет, общественность смогла познакомиться с отчетом лишь в 2003 г. Тогдашний президент США Билл Клинтон, представляя проект в 2000 г., не скрывал гордости: «Мы учим язык, который использовал Бог при сотворении мира… Эти новые глубокие знания приближают человечество к новым возможностям лечения [болезней]»
[110].
Геном, представленный молекулами ДНК, работает как инструкции для клетки. Все, что делает клетка, а следовательно, все, что делает тело, зафиксировано в ДНК. Клетка без генома словно тело без мозга.
Длинная спиралевидная лестница ДНК выстроена из четырех различных компонентов: аденина, гуанина, цитозина и тимина, которые обозначаются соответственно как A, G, C и T. Они расположены друг напротив друга в длинной цепочке, и генетическая последовательность, которую могут прочитать ученые, выглядит, к примеру, так: GTTTAGGACCCTGATCGA… (в нашей самой длинной хромосоме примерно 249 млн «букв»). Но сами гены найти в этой смеси довольно легко, поскольку у них всегда одна и та же структура. Например, читая книгу, вы без труда находите диалоги, потому что они всегда выделяются тире или кавычками.
Внутри каждой клетки скрыта фантастическая машинерия, предназначенная надзирать за тем, чтобы сам геном оставался неповрежденным и порядок его работы не нарушался. Огромное число различных молекулярных комплексов постоянно патрулируют нити ДНК, чинят возможные прорехи и следят, чтобы гигантские хромосомы всегда имели защиту внутри клетки. Каждый раз, когда происходит деление клетки, геном нужно скопировать, а потом разделить на две новые клетки и проверить, чтобы, скажем, в дочерних клетках не оказалось по три копии 14-й хромосомы, но только по одной 3-й хромосоме. Это отлично оркестрованный процесс, в котором каждый шаг совершенствовался на протяжении всей эволюции с целью сделать его максимально эффективным и беспроблемным. Но, разумеется, ошибки случаются. Иногда при копировании генома отдельные «буквы» выпадают, меняются местами или на их место встают другие «буквы»; иногда некоторые фрагменты копируются несколько раз. Происходят мутации – небольшие ошибки, которые сохраняются и при будущих делениях клетки. Если такое происходит в момент образования яйцеклетки, сперматозоида или эмбриона, это может оказать влияние на весь организм зарождающегося ребенка.
Большинство мутаций, по счастью, довольно безопасны. У генетического кода есть встроенный страховочный механизм, который чаще всего позволяет прочитать последовательность ДНК правильно, даже если в каком-то месте гена оказалась неправильная буква. Мы же можем прочитать слова «поажлуй» или «навреняка», несмотря на ошибки в написании. Однако некоторые мутации попадают в те части генома, в которых они действительно производят определенный эффект, чаще негативный. Они могут заставить клетку умереть немедленно или начать образовывать раковую опухоль. Чаще всего тело справляется даже с такими поврежденными клетками, но иногда это приводит к серьезным проблемам.
Крайне редко мутация изменяет последовательность ДНК в позитивную сторону. Счастливые ошибки случаются весьма нечасто, но в длительной перспективе именно они формируют и нас, и другие биологические виды.
