Микрокосм. E. coli и новая наука о жизни
Шрифт:
Около 80 % всех трансгенных культур, высевавшихся в 2006 г., были модифицированы примерно одинаково: целью была устойчивость к гербициду под названием глифосат. Глифосат убивает растения, блокируя синтез необходимых для их жизни аминокислот. Он действует на ферменты, которые встречаются только у растений, поэтому яд безвреден для человека, насекомых и других животных. И, в отличие от других гербицидов, глифосат не попадает в грунтовые воды, а остается на месте и распадается за несколько недель. Один ученый компании Monsanto открыл глифосат в 1970 г., и в 1974 г. компания начала продавать его под торговой маркой Roundup. В 1986 г. ученые путем генетической модификации получили растения, устойчивые к действию глифосата: в их геном были добавлены гены бактерии, способной
Какое-то время казалось, что глифосат избежит судьбы многих гербицидов и сорняки не разовьют к нему резистентность. Похоже было, что глифосат бьет по столь важному звену метаболизма растений, что они не могут «изобрести» защиту от него. Точно так же некоторое время казалось, что E. coli не сможет развить резистентность к антимикробным пептидам Майкла Заслоффа. Но через несколько лет после начала выращивания резистентных к глифосату сортов фермеры начали замечать, что мелколепестник канадский, вьюнок пурпурный и другие сорные травы вновь потихоньку проникают на поля. Фермерам Джорджии даже приходилось скашивать, а не убирать хлопок из-за засоренности полей щирицей Палмера. Исследовав вернувшиеся сорняки, ученые обнаружили у них гены, обеспечивающие растениям устойчивость к глифосату.
Нет никаких доказательств того, что сорные растения получили гены резистентности от трансгенных культур. Скорее наоборот, ясно, что они заработали их традиционным — эволюционным — путем. Использование глифосата на посевах трансгенных растений оказалось настолько дешевым, что фермеры буквально затопили гигантские площади одним — единственным гербицидом. Они создали для растений, способных устоять перед глифосатом, идеальные условия и подстегнули их эволюцию в направлении все более сильной сопротивляемости. А гены устойчивости, лишь раз полученные, были, судя по всему, переданы всем прочим сорным видам.
Когда у E. coli развивается устойчивость к антибиотикам, до появления новых антибиотиков проходят иногда годы. Процесс производства трансгенных растений столь же неповоротлив. Только в 2007 г., через 20 лет после изобретения сортов, устойчивых к глифосату, ученые объявили о том, что им удалось создать растения, генетически устойчивые к другому гербициду — дикамбе. Компания Monsanto зарегистрировала технологию, но объявила, что до появления резистентных к дикамбе культур на рынке пройдет не менее трех — семи лет. А пока фермеры могут попытаться замедлить эволюцию резистентности традиционными методами: разумным севооборотом и применением комбинации из нескольких гербицидов.
Поскольку многое в сегодняшних биотехнологиях сильно напоминает события 30–40–летней давности, многие ученые тщательно изучают судьбу E. coli в 1970–е гг. и пытаются избежать ошибок, сделанных предшественниками. Специалисты по синтетической биологии стали отличными историками, изучая, как пионеры биотехнологий сражались с рисками, законами и представлением общественности об их работе. Сегодня, вместо того чтобы сделать синтетическую биологию исключительно достоянием избранных, Дрю Энди и его коллеги, напротив, приглашают всех желающих присоединиться к проекту. Добавлять новые коды в базу BioBricks может кто угодно. Сегодня фотокамера из E. coli появляется в научных музеях, а старшеклассникам предлагается принять участие в конкурсах по синтетической
Специалисты по синтетической биологии стремятся сохранить этот дух открытости, несмотря на тот очевидный факт, что когда-нибудь разработанные ими инструменты и методы могут быть обращены во зло. Без труда можно себе представить какое-нибудь правительство, которое захочет сконструировать живое оружие — специальный организм для ведения биологической войны. Ученые опасаются, что если правительство возьмет под контроль их исследования, то ручеек полезных инноваций пересохнет. Они утверждают, что лучший способ борьбы с будущим искусственным патогенным микроорганизмом — направить коллективные творческие силы открытого сообщества на благие цели. Ограждая синтетическую биологию от излишней зарегулированности и не допуская в эту отрасль патентов, ее основатели надеются получить искусственную версию эволюции с открытым кодом, которая на протяжении многих миллионов лет так хорошо служила E. coli.
«Это гнусно»
Риски, связанные, как казалось в 1970–е гг., с генетически модифицированной E. coli, были не единственным источником страха перед генной инженерией. Новая наука затронула гораздо более глубокие пласты — убеждение в том, что человеку просто не полагается вмешиваться в наследственность и генетические механизмы. Многие критики видели в генной инженерии попытку нарушить естественный порядок вещей, изменить результат нескольких миллиардов лет эволюции. Перенос генов или иного биологического материала от одного вида к другому, казалось, размывал границы, установленные задолго до появления человека, и угрожал повалить само древо жизни.
«Мы теперь можем превратить пресловутое эволюционное древо в сеть, — заявил тогда Роберт Синшеймер, биолог из Калифорнийского университета в Санта — Крус. — Мы можем по собственному желанию смешивать гены самого разного происхождения — от растений до насекомых, от грибов до человека». Человечество, по мнению Синшеймера, не было готово к такой ответственности: «Мы становимся творцами — создателями новых форм жизни, существ, которые нельзя уже будет возвратить в небытие, которые будут жить после нас и эволюционировать в соответствии с собственной судьбой. Какую же ответственность должен нести творец и за собственные творения, и за весь живой мир, в который мы приносим наши изобретения?»
Одна газета в те годы назвала генетическую модификацию E. coli «проектом Франкенштейна». Игры с ДНК, заявил биолог из МТИ Джонатан Кинг, «святотатственны». Два политических активиста, Тед Говард и Джереми Рифкин, опубликовали в 1977 г. книгу «Кому дозволено играть роль Бога?» (Who Should Play God?), в которой осудили генную инженерию.
Тридцать лет спустя критики биотехнологий продолжают пользоваться все тем же «высоким штилем». Так, в 1999 г. Джереми Рифкин организовал в The New York Times занимающую целую полосу рекламу нескольких организаций, которые требовали взять биотехнологии под строгий контроль. В рекламе были размещены фотографии двух примеров новых ужасов, с которыми предстоит столкнуться человечеству: человеческого уха, растущего из спинки мыши, и первого клонированного животного — овечки Долли. Заголовок вверху страницы вопрошал: «Кто в XXI веке берет на себя роль Бога?»
«Генетические структуры живых существ — создания Природы, в которые менее всего стоит вторгаться человеку ради прибыли… Неужели никого не шокирует, что новорожденная биотехнологическая индустрия считает возможным брать под контроль эволюционный процесс и изменять жизнь на Земле ради своих бухгалтерских ведомостей?.. Брать на себя работу Природы?.. Кого бы вы ни считали творцом, Бога или Природу, именно граница между формами жизни придает каждой из них собственную цельность и идентичность».