Асиломарский конференц-центр, расположенный на живописном побережье Калифорнии севернее Кармела и Биг-Сара, окружен секвойями и соснами. Здания построены из грубого камня по образцу ранних американских церквей. В этих стенах проходили многочисленные академические конференции по самым разным проблемам — от гражданских прав до свободы печати.

Холодным ясным днем 24 февраля 1975 г. здесь собрались 140 известнейших специалистов по молекулярной биологии и генетике, чтобы обсудить, вправе ли наука заниматься экспериментами, которые могут привести к появлению на Земле новых форм жизни. Конференция была созвана по инициативе Поля Берга — генетика из Станфордского университета, спортсмена и крупного ученого, лауреата премии Ласкера. На ней присутствовали и три лауреата Нобелевской премии: Джеймс Д. Уотсон, рассеянный, вечно лохматый директор биологической лаборатории в Колд-Спринг Харборе (Нью-Йорк), который вместе с Фрэнсисом Криком расшифровал в 1953 г. строение молекулы ДНК; Джошуа Ледерберг, крепко скроенный, лысеющий генетик из Станфордского университета, труды которого пролили свет на природу генетических мутаций, и Дэвид Балтимор, молодой, бородатый микробиолог из Массачусетского технологического института, занимающийся исследованием репродукции отдельных генов. Балтимор был вице-председателем конференции.

Помимо Нобелевских лауреатов здесь присутствовали и такие знаменитые ученые, как Сидней Бреннер, член Совета по медицинским исследованиям Великобритании; Дэвид Ботстейн из биологической ла-боратории в Колд-Спринг Харборе; Эндрю Лыоис из Национального института здравоохранения в Бетесде (штат Мэриленд); советский ученый академик В. А. Энгельгардт, а также юристы: Дэниел Сингер из Института общественных, этических и биологических наук в Гастингсе-на-Гудзоне (Нью-Йорк) и Роджер Дворкин из Университета штата Индиана. За работой конференции наблюдали представители Национального института здравоохранения — крупнейшего государственного исследовательского центра и представители прессы.

Берг созвал конференцию, чтобы обсудить открытие, сделанное им совместно с коллегами два года назад: они научились брать цепочки генов от одного организма, скажем мыши, и комбинировать их с генами другого организма, например лягушки. Опыты открывали перед наукой захватывающие дух перспективы: ученые получали возможность творить организмы, каких на Земле не бывало, и радикально изменять свойства существующих организмов. Это открытие, получившее название генной инженерии, можно было использовать двояко: с благими намерениями, например, изменять те или иные свойства человека ради продления его жизни, и во зло — например, для создания особо вирулентных штаммов микроорганизмов в качестве биологического оружия. Кроме того, не исключено, что новые штаммы, казалось бы, безвредных, используемых в экспериментах культур могут по чистой случайности вырваться за стены лабораторий и привести к биологической катастрофе в глобальном масштабе и к неисчислимым жертвам.

От гороха к ДНК

Фантастические результаты, к которым привели открытия Берга и его коллег, увенчали более чем столетний путь исследований генетических механизмов, определяющих способность живых организмов наследовать жизненно важные химические процессы,

контролирующие их строение и функции. Современная генетика как наука родилась в середине прошлого столетия в саду монастыря св. Фомы в Брюнне (Австрия) (ныне словацкий город Брно). Именно там Грегор Мендель, ставший монахом-августинцем, чтобы избавиться от жестокой нищеты своей юности, занимался выращиванием тысяч растений гороха.

Мендель всегда проявлял живой интерес к науке и с 1851 по 1853 г. с разрешения монастырских властей посещал занятия в Венском университете, где изучал физику, математику и физиологию растений. Вдохновленный сведениями, которые он получил от великих селекционеров-растениеводов, в частности от Карла Фридриха Гартнера, Мендель вернулся в монастырь и приступил к тщательному изучению природы наследуемых признаков живых организмов. Выращивая различные сорта гороха (которые он называл своими "детками"), он опылял (скрещивал) их вручную, учитывая высоту и цвет, затем сводил данные в таблицу и обрабатывал результаты, пользуясь своими свежими познаниями в математике, для анализа закономерностей наследования специфических, хорошо заметных признаков.

В 1865 г. Мендель выступил перед Обществом естествоиспытателей Брюнна с двумя лекциями, в которых подвел итог своих восьмилетних трудов. Но хотя в аудитории присутствовали местные ученые знаменитости, никто из них не понял математических объяснений, которыми Мендель иллюстрировал принципы распределения по высоте, цвету и другим характерным признакам растения у полученных им гибридов. Не поняли они и его оригинального учения о наследственности. После окончания лекций не было ни вопросов, ни обсуждения результатов. Но справедливость требует отметить, что не только местные светила не сумели постичь громадное значение его открытия. Мендель опубликовал результаты своих опытов в "Известиях Брюннского общества естествоиспытателей" за 1866 г., и в течение трех с половиной десятилетий к ним было проявлено полное пренебрежение со стороны других исследователей, которые бились над разгадкой тайны наследственности, уже успешно разрешенной Менделем. А Мендель с помощью своих гороховых гибридов открыл, что такие характерные признаки организмов, как окраска цветов гороха или цвет глаз человека, проявляются благодаря действию определенных элементарных структур внутри клеток. Эти структуры впоследствии получили название генов (от греческого слова, означающего "воспроизведение").

Мендель утверждал, что живые организмы наследуют гены от своих родителей, и в зависимости от того, какие гены получены, некие "формирующие элементы" внутри клеток потомства обусловливают внешнее проявление этих генов в виде характерных признаков, например цвета горошин или цвета волос. Унаследованные от родителей гены, доказывал Мендель, несут всю информацию, необходимую для развития характерных признаков этих живых организмов.

После смерти Менделя в 1884 г. осталось всего несколько писем и одна публикация в журнале заштатного провинциального общества любителей природы.

И только в 1900 г. три исследователя — Карл Корренс из Тюбингенского университета (Германия), Эрих фон Чермак-Сейсенэгг из Колледжа агрономии и лесоводства в Вене и Гуго де Фриз из Амстердамского университета — одновременно и независимо друг от друга открыли тот самый закон наследования, который Мендель описал 35 годами ранее. Все трое пришли к выводу, как выразился Корренс, "что аббат Грегор Мендель… уже в 60-х годах не только получил те же результаты, но и дал им точно такое же объяснение". Наконец-то Менделю воздали по заслугам за его открытия и родилась новая наука — генетика.

После вторичного открытия трудов Менделя события стали развиваться быстрее. Ученые уже знали, что гены находятся в клеточном ядре, в структурах, называемых хромосомами ("окрашенные тельца"), ибо хромосомы распределялись в потомстве точно таким же образом, как, согласно математическим выкладкам Менделя, распределялись гены. Однако самому Менделю еще ничего не было известно о хромосомах — их описали только в конце 80-х годов, незадолго до его смерти. Хромосомная теория наследственности была опубликована в 1903 г. У. С. Саттоном, выпускником Колумбийского университета. К этому времени ученые всего мира полагали, что гены состоят из белков. Их представляли себе в виде белковых шариков, соединенных в длинные нити и свернутые внутри клеточного ядра. К концу первого десятилетия текущего века ученые-генетики полагали, что загадка химической природы наследственности решена и остается выяснить только некоторые недостающие подробности.

Однако в 1944 г. Освальд Эвери и его коллеги по Рокфеллеровскому институту в Нью-Йорке обнаружили, что гены состоят не из белка, а из ДНК. Сама ДНК была обнаружена в 1869 г. немецким химиком Фридрихом Мишером, но считалось, что по сравнению с белками ее роль незначительна. Эксперименты Эвери с бактериями пневмонии показали, что новые признаки могут быть переданы от бактерий пневмонии одного типа бактериям другого типа в процессе, называемом трансформацией. Если бы гены состояли из белка, то признаки, контролируемые данными генами, могли бы быть переданы при обмене белками между бактериями. Но Эвери доказал, что признаки не передаются с белком; это обеспечивает только передача ДНК. По свидетельству Эрнеста Борека, химика из Нью-Йоркского университета, "Эвери не утверждал этого, но фактически он выделил генетический материал клетки. Так сошлись два независимых пути исследований: один из них начался с открытия Мишером ДНК, другой — с дедукции законов наследственности, выведенных Менделем".

Эвери был застенчивым и вместе с тем увлеченным человеком; он был настолько поглощен своими исследованиями в Рокфеллеровском институте, что поселился напротив, чтобы жить поближе к месту работы. Его преданность науке оправдала себя, и ученые, пытавшиеся разгадать, каким образом гены обусловливают появление унаследованных признаков, получили важный ключ к решению. Как только выяснилась химическая природа ДНК, она стала доступна обсуждению, и это могло пролить свет на все, чем управляет ДНК, — речь идет не только о цвете глаз, но о самой жизни, старении и смерти.

Открытие Эвери, заключавшееся в том, что гены представляют собой ДНК, вызвало огромный интерес во всем мире, и ученые наперебой принялись изучать ДНК, пытаясь открыть секрет ее действия. Возглавили эту гонку две группы: Лайнуса Полинга с коллегами в США и Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика в Англии.

Американец Уотсон, получивший степень доктора биохимии в Университете штата Индиана, и англичанин Крик, выпускник английского высшего учебного заведения, комбинируя данные опытов, проведенных другими учеными, сформулировали гипотезу о структуре ДНК. Их статья, опубликованная в 1953 г. в английском журнале Nature, начиналась таким скромным введением: "Мы хотели бы предложить структуру… ДНК. Эта структура имеет некоторые новые свойства, которые представляют значительный интерес для биологов". Структурная модель Уотсона и Крика показывала, каким образом состоящие из ДНК. гены влияют на возникновение характерных признаков в клетке посредством производимой ими РНК. Действуя в качестве "гонца" от ДНК, РНК переносит в клетку "приказы" по производству разнородных белков, входящих в структуру клетки и определяющих ее метаболизм. Это описание функции клетки получило название "центральной догмы", так как современные ученые превратили ее почти в символ веры: ДНК создает РНК, которая создает белки — основу существования клетки.

Но если ДНК — ключ к жизни клетки, она может быть и ключом к ее смерти. Могут существовать "гены смерти", управляющие синтезом белков, которые понемногу вызывают старение и убивают клетки. А возможно, по мере старения клеток функция ДНК становится менее выраженной, и это постепенно приводит к прекращению функционирования клетки, вызывая симптомы, которые мы называем старением. Не удивительно, что многие ученые после Уотсона и Крика изучали ДНК, стремясь научиться управлять характерными свойствами клеток, в том числе влиять на процесс их старения.

Наиболее успешные методы изучения ДНК разработаны на бактериях и вирусах, так как они довольно просто устроены и вместе с тем несут те же характерные признаки, что и остальные живые организмы: у них есть ДНК, и они синтезируют РНК и белки.

Вирусы проникают в другие живые организмы — в бактерии, растения или животные, — вторгаясь в их клетки, "грабя" их и заставляя производить новые вирусы; таков их образ жизни. Поэтому изучение вирусов может дать нам информацию о том, как ДНК управляет синтезом РНК и белков, в том числе и тех белков, которые могут стать причиной старения.

Экспериментальная генная инженерия

Поль Берг, как и многие другие ученые, занимался изучением ДНК на бактериях. В состав многих бактерий входят кольцеобразные молекулы ДНК, называемые плазмидами, и в 1973 г. Берг начал эксперименты с особой плазмидой, имеющей шифр pSC101. Плазмиды обеспечивают устойчивость бактерий к антибиотикам, а эта плазмида (из бактерии Escherichia coli, сокращенно — E. coli) повышала устойчивость бактерии к антибиотику тетрациклину.

Вначале Берг выделил из бактерий некоторые рестрикционные ферменты (рестриктазы), играющие роль внутренней полиции, которая постоянно "рыщет" в поисках чужеродной ДНК, например входящей в состав многих вирусов. Когда в бактериальную клетку внедряется чужеродная ДНК, эти ферменты мгновенно обнаруживают агрессора и разрушают его, при этом чужая ДНК становится пищей для клетки, в которую она вторглась. Таким образом клетки защищаются от вирусов.

Выделив нужные ферменты в чистом виде, Берг поместил их в пробирку вместе с плазмидами. Рестрикционные ферменты незамедлительно напали на кольцевые плазмиды. Результатом этой атаки на ДНК явилась пробирка, полная длинных, нитевидных фрагментов плазмидной ДНК с "липкими" концами. Вообще-то говоря, "липнут" эти концы избирательно: они слипаются только с другими кусками ДНК, которые появились в результате действия того же рестрикционного фермента.

Берг решил использовать эту избирательную "липучесть", чтобы включать в плазмиды дополнительные гены. В своих опытах он использовал гены канцерогенного вируса, который вызывает опухоли у обезьян. Берг изолировал ДНК вируса рака и обработал ее тем же рестрикционным ферментом, которым он пользовался для получения плазмид с липкими концами. Таким образом, он получил некоторое количество фрагментов вируса рака, каждый из которых содержал часть генов вируса, и все они обладали "липкими" концами. После этого исследователь добавил эти фрагменты к плазмидам — "липкие" концы тут же соединились с плазмидами. Теперь каждая кольцевая плазмида включала в себя фрагмент вируса рака, то есть часть его генов.

Рис. 8. Монтаж (сплайсинг) генов. Вверху ( 1, 2 ): как монтируются (сращиваются) гены; внизу ( 3 , 4 ): как можно представить себе введение сращенных 'омолаживающих' генов в организме человека

Затем этим видоизмененным плазмидам с их "нагрузкой" в виде вируса рака дали возможность проникнуть в нетронутые клетки бактерии E. coli. Бергу удалось показать, что после внедрения плазмид в клетку гены вируса рака могут начать синтезировать белки вируса при условии, что они попали в бактению неповрежденными и способными функционировать. Иными словами, монтируя гены, ученый сотворил гибрид вируса рака и бактерии. Методика, по словам Берга, "очень простая и вполне осуществимая даже в школьных опытах".

Вслед за Бергом другие ученые использовали плазмиды для введения ДНК мыши или лягушки в клетки бактерий. При дальнейшем совершенствовании этой методики, быть может, удастся непосредственно комбинировать растения с животными в существа, которых нет в природе, — как позже пошутил один из участников Асиломарской конференции, "скрестить апельсин с уткой мандаринкой".

Но все это грозит серьезными опасностями. Прежде всего, излюбленные экспериментаторами бактерии, в которые вводили новые гены, — это E. coli, естественный и постоянный обитатель кишечника человека. Поэтому, если бы организмы, полученные в лаборатории Берга путем комбинации E. coli с вирусами рака, случайно оказались на свободе, то гибридные бактерии отправились бы прямехонько в кишечный тракт людей. А это могло бы привести к эпидемии рака кишечника среди населения.

Как только Берг опубликовал в 1974 г. результаты своих опытов по генной инженерии, со всех концов Земли к нему посыпались просьбы прислать рестрикционные ферменты, причем ученые делились своими планами их применения. Для генетиков возможность разрезать ДНК на кусочки и вводить их в структуру чужих клеток открывала невиданные ранее возможности изучения самых сокровенных процессов, протекающих в клетке. Им казалось, что с генной инженерией они вступают в эру точного изучения функций отдельных генов.

Но далеко не все эксперименты с рестрикционными ферментами были глубоко продуманы. Некоторые описания, полученные Бергом, касались опытов, авторы которых собирались просто "нашинковать" как попало всю ДНК клетки, например клетки из раковой опухоли, а затем наудачу вводить эти обломки в E. coli Это таило в себе опасные возможности. Берг боялся, что некоторые гены, использованные такими исследователями, непременно окажутся опасными для человека и в случае распространения бактерий за пределы лаборатории могут нанести непредсказуемый вред. Кроме того, по мнению Берга, некоторые эксперименты были просто недостаточно продуманы. "Я спрашивал у экспериментаторов, что они собираются делать с ними (рестрикционными ферментами), — говорил он. — Некоторые из них планировали чудовищные эксперименты, совершенно не задумываясь о последствиях".

Берга беспокоило также, что эксперименты могут проводиться в ненадежных лабораториях. Даже при наличии самого современного оборудования, в стерилизованных, герметичных лабораториях со специальной системой вентиляции, двойными дверями и боксами, сконструированными так, чтобы ни один микроб не улизнул на свободу, за последние три десятка лет насчитывалось свыше 5000 "чрезвычайных происшествий" с опасными организмами или ядовитыми веществами. Некоторые из них не принесли вреда, но в некоторых случаях наблюдалась утечка нервно-паралитического газа, в результате чего в штате Юта, например, погибли сотни овец. Известны случаи, когда сами исследователи заболевали раком, а в 1974 г. двое ученых, работавших в лаборатории Лондонского университета под защитой стерилизованного оборудования стоимостью более чем 40 000 долларов, заразились оспой при работе с вирусом и погибли.

Один из экспериментов, который описывали корреспонденты Берга, состоял в том, чтобы попытаться ввести в структуру стафилококковых бактерий (тех самых, которые вызывают у людей множество заболеваний, в частности острые пищевые отравления, фурункулез, инфекционный остеомиелит и заражение крови) ген бактерии, устойчивой к антибиотикам. Проверить успешность эксперимента, по мнению его приверженцев, было бы не очень сложно: после введения новых генов в структуру стафилококков на колонию гибридных бактерий достаточно подействовать антибиотиком. Если он окажется неэффективным, опыт удался. Если же антибиотик убьет стафилококки, значит, никакой гибридизации не произошло. Но ведь в результате "удачного" эксперимента появится новый штамм сверхвирулентных, опаснейших стафилококков, способных заражать человека и в то же время устойчивых к лечению антибиотиками. Случись им выйти из-под контроля и заразить кого-нибудь из работников лаборатории, приостановить распространение инфекции можно будет только одним способом — полной и немедленной изоляцией больного. Можно себе вообразить эпидемию пострашнее бубонной чумы, которая пронеслась по Европе в XV в. и унесла половину населения. Именно такая кошмарная перспектива и заставила Берга созвать конференцию в Асиломаре.

Прения под секвойями

Конференция отнюдь не ставила своей целью прекратить исследования по трансплантации генов. Скорее, она была созвана для того, чтобы ученые в узком кругу, без постороннего вмешательства, смогли разработать собственные критерии безопасности. Но, как это бывает в тех случаях, когда для многих группировок требуется единое руководство к действию, прийти к общему мнению оказалось нелегко.

Почти с самого начала участники разделились на две фракции. Одна из них, возглавляемая лауреатом Нобелевской премии Джеймсом Уотсоном, придерживалась мнения, что невозможно наметить способы, которые позволили бы заранее определить, какие эксперименты окажутся опасными, а какие — нет. Уотсон страстно настаивал на том, что факторы риска не поддаются определению и что подобные попытки — посягательства на свободу научного поиска. "Меня хотят лишить возможности работать из-за чего-то, что невозможно даже измерить", — бушевал он. На что Дэвид Ботстейн возразил: "Мне бы хотелось привести один очень простой аргумент в пользу общепринятых правил: я не всезнайка. Мои эксперименты чаще всего не удаются, тогда я учусь на ошибках и стараюсь их исправить".

Ботстейн принадлежал ко второй группировке, возглавляемой Полем Бергом, которая требовала точных стандартов для проводимых экспериментов, чтобы обезопасить себя от всяких случайностей. Сознавая, что степень риска трудно заранее предугадать, — в самом деле, кто может предсказать, в каком из тысячи экспериментов окажется смертоносная ошибка? — Берг ратовал за то, чтобы классифицировать эксперименты по степени возможной опасности, а затем добиться от генетиков добровольного согласия не проводить эксперименты, которые будут признаны особо опасными.

В течение четырех дней кряду, почти по двенадцать часов в день, кипели прения, в которых одна группа ученых требовала введения ограничений, а другая защищала независимость научных исследований. Д-р Ханс Молё, генетик из Копенгагенского университета, утверждал, что случайности предвидеть невозможно и что "надеяться, будто мы в состоянии выработать хотя бы самые простые общие правила, не что иное, как самообман". Д-р Сэмбрук из Колд-Спринг Харбора пошел еще далее: по его словам, "абсолютной изоляции инфекций не существует, любая изоляция ненадежна".

Д-р Сидней Бреннер, один из организаторов конференции, провел дискуссию на тему о возможных способах создания для лабораторных целей бактерий, не способных существовать вне лабораторных условии.

Намечались и отвергались проекты, и стало казаться, что дебаты ни к чему не приведут. Ученые так и не сошлись во мнениях. И тогда Берг обратился ко всем участникам конференции: "Если кто-либо думает, что наши рекомендации служат нашим собственным интересам, придется пойти на риск и ввести принудительные стандарты. Мы должны начать с самых жестоких требований, а уже затем смягчить их. Нельзя допустить, чтобы 150 ученых провели четыре дня в Асиломаре, все были согласны с тем, что существует опасность, и до сих пор не выдвинули ни единого конструктивного предложения. Это может означать только одно: что мы передаем свои полномочия правительству".

Согласие было достигнуто только после того, как в дело вмешались юристы. Дэниел Сингер из Института общественных, этических и биологических наук разъяснил ученым, что проблема выработки правил относится к области этики и что "нет никаких оснований для того, чтобы уклоняться от решения этой проблемы или считать ее недостойной внимания". Другие юристы, в частности Александр Кэпрон из Пенсильванского университета и Р. Дворкин из Индианского университета, указали на то, что каждая ошибка ученых может обойтись в миллионы долларов, "если будут предъявлены судебные иски по возмещению ущерба". Юристы убеждали аудиторию, что ученые обязаны выработать правила невзирая на то, что степень риска оценить очень трудно: ведь за все несчастные случаи, которые могут произойти, ответственность несут исследователи. Дворкин подытожил: "Группы экспертов, не пользующиеся своим правом на саморегуляцию, открывают путь лавине несчастий". Поняв, что каждому исследователю грозит личная и административная ответственность за любой ущерб, нанесенный в результате несчастного случая, ученые наконец-то всерьез занялись выработкой правил.

В конце концов, под угрозой миллионных исков по возмещению ущерба, сотрясавшей воздух Асиломара, они решили подразделить эксперименты на четыре категории в зависимости от степени риска: минимальный, малый, умеренный и высокий риск. Генетики изложили основные правила проведения экспериментов каждой категории и наложили ограничения на эксперименты с высокой степенью риска, которые могут породить опасные гибриды. Они также потребовали, вслед за Бреннером, создания в экспериментальных целях новых штаммов бактерий, которые не могли бы существовать вне пределов лаборатории. В опубликованном воззвании они также призывали к величайшей осторожности в любых экспериментах, связанных с генной инженерией.

После Асиломара были созваны еще несколько конференций под эгидой Национального института здравоохранения, главного организатора генетических исследований. На встрече в декабре 1975 г. в Ла-Хойе (Калифорния) Институт разрешил эксперименты по генной инженерии только при соблюдении некоторых специфических условий. Одним из них было использование в экспериментах с высокой степенью риска особых штаммов E. coli (обозначенных ЕК2 и ЕКЗ), у которых в миллионы раз меньше шансов выжить вне лаборатории, чем у обычных E. coli (ЕК1). Как выразился Рой Кёртис III, микробиолог из Университета штата Алабама (один из тех, кто создал ЕК2): "В нынешних условиях быть осторожным — значит быть аккуратным". С тех пор наука быстро прогрессировала, и теперь существует уже несколько надежных штаммов ЕК2, которые, судя по всему, удовлетворяют критериям безопасности в экспериментах по генной инженерии, связанных с высокой степенью риска.

23 июня 1976 г. Национальный институт здравоохранения выпустил свод правил по регулированию всех генетических исследований подобного рода. В настоящее время его сотрудники занимаются изучением возможного влияния таких исследований на окружающую среду, исходя из закона об охране среды. В правилах перечислены шесть категорий опытов с ДНК, которые признаны слишком опасными даже при условии соблюдения высочайшей осторожности. Однако единственным наказанием за нарушение этих правил является лишение субсидий, выдаваемых Институтом; в правилах ничего не говорится о мерах борьбы в случае стихийных бедствий или о предосторожностях, связанных с охраной гибридных бактерий от похищения преступниками или сумасшедшими. Вообще же правила обратили на себя такое внимание, что, например, городские власти Кенмбриджа (штат Массачусетс) потребовали от руководства Гарвардского университета отложить все эксперименты в этой области во избежание какой-нибудь напасти, грозящей населению города. Иными словами, джинн, выпущенный из бутылки, все еще гуляет на свободе.

Картирование генов

Биофизик Роберт Синсхеймер, один из первых исследователей генетики вирусов в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, нарисовал оптимистическую картину нашей все возрастающей власти над тайнами генетики:

"Как вы намерены изменить ту схему, по которой природа создала человека? Желаете ли вы повлиять на пол ваших детей? Ваше желание исполнится. Хотите, чтобы ваш сын был ростом 190 см? А может, 210 см? 250 см? Что вам мешает жить: аллергия, тучность, боли в суставах? Справиться с этим пара пустяков. Генная терапия победит рак, диабет, фенилкетонурию (нарушение обмена веществ). Достаточно ввести соответствующую ДНК в соответствующих дозах. Вирусные и бактериальные инфекции будут не страшны. Даже вековечные законы роста, созревания и старения подчинятся нашей воле. Продолжительность жизни безгранична. Сколько вы хотели бы прожить?.. Эти проекты кажутся вам бредом, вызванным ЛСД, или отражением в кривом зеркале? Но ничто не может сравниться с тем, что мы теперь умеем".

Если старение есть не что иное, как результат регуляторного действия специфических генов (так полагает Леонард Хейфлик), то можно будет добиться подавления этих генов. Если же старение является результатом разрушения генов, то можно будет пересаживать людям новые гены, которые исправят повреждения и вернут стареющим мужчинам и женщинам ту жизненную силу, которой они обладали в молодости. Генетические болезни, такие, как, например, гемофилия или серповидноклеточная анемия, тоже с Течением времени будут поддаваться лечению — достаточно ввести младенцам сразу же после рождения специфические гены. Возможности изменения жизни людей будут мало чем отличаться от безудержной фантазии генетиков.

Но, прежде чем приступить к лечению болезней и продлению жизни с помощью генной терапии, мы должны выяснить местоположение и функции каждого из 30 000 генов, расположенных вдоль двойной спирали ДНК, которая находится в каждой клетке человека. Для этого нам понадобится разметить, как на карте, точную локализацию каждого гена на всем протяжении хромосомы. Такая законченная карта снабдит генетиков каталогом генов, которые могут использоваться в генной инженерии, т. е. для устранения наследственных болезней и продления жизни.

Только в 1970 г. генетики научились точно различать отдельные хромосомы внутри клеток человека. До этого хромосомы различали только по величине, а это очень ненадежный способ, ибо размеры хромосом часто непостоянны и в каждой пробе сильно варьируют. В 1970 г. Турбьёрн Касперссон из Стокгольмского университета во время экспериментов по окрашиванию хромосом зафиксировал явление "полосатости" (бэндинга): в ультрафиолетовых лучах хромосомы было легко отличить друг от друга по этим характерным "полосам". В 1971 г. на Парижской конференции по идентификации хромосом были стандартизованы методы их окраски и каталогизации. Новый метод определения хромосом, будь то у растения, животного или человека, приблизил ученых к успешному картированию отдельных генов в хромосомном наборе.

Методика Касперссона в сочетании с методикой французского исследователя Г. Барски (Парижский институт Гюстава Русси) обеспечила ученым точность картирования генов. В начале 60-х годов Барски обнаружил, что две клетки можно слить в одну гибридную — например, человеческую клетку можно соединить с клеткой мыши и таким образом получить мышино-человеческий гибрид, способный жить и размножаться. Разумеется, гибридные клетки не в состоянии сложиться в целый организм, но их можно заставить жить в искусственной питательной среде в лабораторных условиях.

До 1971 г. явление гибридизации клеток не привлекало к себе внимания в утилитарных целях. К этому времени Мэри Вейсс и Говард Грин, работавшие в Центре молекулярной генетики в Жифсюр-Иветт (Франция), получили гибриды клеток человека и мыши и дали им возможность размножаться в течение нескольких поколений, пока они почти полностью не утратили человеческие хромосомы (в мышино-человеческих гибридах обычно теряются именно хромосомы человека). Затем, выращивая гибридные клетки в питательной среде, в которой чисто мышиные клетки неспособны свободно развиваться, они обнаружили, что некоторые гибриды производят новый белок (в результате деятельности генов), так как они оказались способными расти в этой питательной среде. Из этого ученые сделали вывод, что новый продукт (белок) есть результат деятельности хромосом человека в гибридных клетках. Используя только что открытую методику Касперссона, они окрасили гибридные хромосомы красителем, вызывающим бэндинг. В ультрафиолетовом. свете полоски ярко проступили, и одна-единственная оставшаяся в клетках хромосома человека была определена как источник того белка, который создавали гибридные клетки.

Локализация первого одиночного гена в хромосоме человека, осуществленная Мэри Вейсс и Говардом Грином с помощью техники окрашивания хромосом в 1971 г., положила начало установлению места других генов: к 1973 г. стали известны местоположения и функции еще 28 генов. К середине 1976 г. было картировано уже 200 генов. По свидетельству д-ра Фрэнка Рэддла из Йельского университета, одного из лидеров картирования, на карте появляются по три новых гена в месяц. Приведем высказывание Поля Муди из Университета штата Вермонт относительно перспектив картирования генов: "Бесспорно, постепенно мы узнаем, какая из хромосом содержит ген, управляющий специфическим ферментом, — это только вопрос времени. Одновременно будет увеличиваться и число известных генов, размещающихся в отдельных хромосомах".

Пересадка генов

Для того чтобы воспользоваться результатами картирования генов применительно к генной инженерии, необходимо найти способ включения новых генов в структуру клетки с нарушенными функциями. Удачные "пересадки генов" уже были осуществлены в первых экспериментах по гибридизации в начале 60-х годов, когда соединялись две разнородные клетки, и в более тонких экспериментах Поля Берга по генной инженерии с использованием рестрикционных ферментов и плазмид. Описан даже один случай пересадки генов у людей.

В 1970 г. внимание Стэнфилда Роджерса, врача-генетика из Ок-Риджской национальной лаборатории (штат Теннесси), привлек отчет о редком случае болезни, называемой аргининемия, у двух девочек, семи и двух лет. Аргининемия — наследуемая неспособность синтезировать фермент аргиназу из-за дефекта в ДНК. Без аргиназы организм не в состоянии расщеплять аминокислоты, накапливающиеся в процессе нормального обмена веществ. Болезнь прогрессирует медленно, по мере накопления продуктов обмена. Ома проявляется в виде нарастающих повреждений почек, мозга и других тканей.

Роджерс, много лет работавший с вирусами, знал, что если бы удалось найти подходящий вирус, который, будучи безопасным для человека, мог бы заставить клетки производить аргиназу, то инъекция такого вируса могла бы в свою очередь заставить клетки организма обеих девочек вырабатывать собственную аргиназу. Более того, Роджерсу был известен такой вирус. Вирус, носящий название вируса папилломы Шоупа (по имени Ричарда Шоупа из Рокфеллеровского института в Нью-Йорке, который открыл этот вирус в 30-х годах), представляет собой набор генов в плотной защитной оболочке из белка, по величине в тысячу раз меньше клетки человека. В начале 60-х годов Роджерс обнаружил, что примерно у половины исследователей, работавших с вирусом Шоупа, отмечался повышенный уровень аргиназы — видимо, из-за случайного попадания вируса в клетки.

Благодаря стараниям Рождерса больным девочкам был привит вирус Шоупа, и у них постоянно брали кровь на анализ, чтобы отыскать следы аргиназы. На протяжении нескольких месяцев картина не менялась. Однако медленное накопление ядовитых аминокислот продолжалось, вследствие чего клетки продолжали погибать. Но вот после месяцев ожидания у обеих девочек стала вырабатываться аргиназа. К сожалению, лечение вирусом Шоупа оказалось недолговечным. И все-таки, хотя вред, нанесенный организму больных девочек накоплением шлаков, оказался слишком велик, чтобы его можно было нейтрализовать введением чужеродных генов, возможность такого лечения подтвердилась.

С тех пор люди больше не подвергались лечению с помощью "пересадки генов", однако многие ученые, помимо Роджерса, добились существенных успехов в отработке методики, которая со временем позволит производить подобные операции. Трое исследователей из Национального института здравоохранения в Бетесде (штат Мэриленд) — Карл Мерилл, Марк Грир и Джон Петриччоне — проводили опыты с вирусами, намереваясь переносить ДНК в клетки, содержащиеся в искусственной среде и взятые у лиц, страдающих галактоземией. Это заболевание представляет собой наследственную неспособность синтезировать галактозу — фермент, необходимый для расщепления сахара, находящегося в молоке и маточных продуктах. В прошлом больные галактоземией вынуждены были ограничивать себя в потреблении молока и молочных продуктов, однако это не спасало их от заболевания печени и катаракты в результате накопления галактозы в тканях.

Вирусы выполняли роль миниатюрных шприцев, с помощью которых гены, взятые у способных использовать галактозу бактерий, вводились в культуру клеток больных галактоземией. Как оказалось, при добавлении галактозы в питательную среду клетки не только не погибали от накопления галактозы, но и процветали и даже сумели передать своему потомству способность синтезировать галактозу. Это был, по словам исследователей, "первый шаг к излечению болезней, вызванных генетическими ошибками". Подобные опыты проводятся и другими учеными, и может статься, что пересадка генов со временем окажется эффективным средством борьбы более чем с 2000 наследственных болезней, от которых страдает человечество.

Как только методика пересадки генов будет полностью отработана, ее можно будет использовать для борьбы со многими возрастными изменениями в функционировании отдельных клеток. И если существуют "гены смерти", которые управляют процессами дегенерации клеток, можно будет вводить в организм новые гены — синтетические или взятые у молодых организмов (людей, животных, бактерий), которые "выключат" гены смерти. Если же старение — результат нарушения работы отдельных генов (а не активная деятельность "генов смерти"), то с помощью пересадки генов можно будет заменить или исправить эти плохо работающие гены. Возможно, пользуясь пересадкой генов, ученые смогут даже ввести развивающемуся в утробе матери плоду новую генетическую информацию, которая истребит "гены смерти" еще до рождения ребенка или предотвратит разрушение генов с возрастом.

Что и говорить, перспективы захватывающие, но следует помнить предостережение Р. Родни Хауэлла, генетика из Техасского университета: "Прогресс в лечении наследственных заболеваний будет продолжаться, но только постепенно. Каждая болезнь, безусловно, потребует отдельного решения задачи. Мне кажется маловероятной возможность одновременного революционного "прорыва" на всех направлениях".

Корана, Ниренберг и синтетические гены

Если можно будет пересаживать гены человеку, то не исключена возможность введения и искусственных генов для лечения наследственных болезней и предупреждения старения. Искусственные, синтетические гены, некогда существовавшие только в воображении писателей-фантастов, уже созданы. Первый такой ген создал Хар Гобинд Корана, американский генетик родом из Индии, работавший в Университете штата Висконсин и в Массачусетском технологическом институте. За свое открытие 46-летний Корана в 1968 г. разделил Нобелевскую премию с Маршаллом У. Ниренбергом (Национальный институт кардиологии в Бетесде, штат Мэриленд). Открытие, которое дало ясную картину процесса синтеза белка в клетке и привело Корану к синтезу гена, принадлежит Ниренбергу и было сделано им в 1961 г.

Ниренберг пытался расшифровать код в молекуле РНК, который заставляет каждую аминокислоту занять предназначенное ей место в молекуле белка. Начал он с простой РНК, оставив напоследок сложные природные РНК, и разгадывал код примерно так же, как это делает специалист по криптографии: сначала находит знак, заменяющий букву "е" (чаще всего встречающуюся в английских текстах), а уже затем приступает к расшифровке кода в целом. Такой подход оправдал себя, и простая РНК дала Ниренбергу ключ к одной части кода: он узнал, каким именно образом РНК определяет нужные аминокислоты при синтезе белка. Это открытие принесло Ниренбергу, которому в ту пору было всего 37 лет, всемирную славу. Его пригласили выступить перед представительным собранием ученых в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова, где, по словам одного из участников, это открытие заслужило признание "поистине сенсационного: была расшифрована первая буква генетического алфавита и тем самым было положено начало расшифровке кода".

В 1964 г. Корана, опираясь на открытие Ниренберга, задался целью создать искусственную РНК. Он собирал ее из имеющихся в продаже химических веществ и долгие месяцы кропотливо сплетал цепи синтетической молекулы РНК, звено за звеном, пока не добился успеха.

Создание Кораной синтетической РНК в сочетании с расшифровкой генетического кода, начатой Ниренбергом, позволило генетике шагнуть далеко вперед. Знание принципа, по которому РНК управляет аминокислотами при синтезе белков, помогло ученым понять, как протекает процесс обмена веществ в норме и как он нарушается. Зная функции РНК, они глубже постигли, каким образом генетическая информация, заключенная в клетке, проявляет себя в жизненно важных химических процессах.

Получив в 1968 г. Нобелевскую премию по физиологии и медицине, Корана и Ниренберг восприняли эту честь по-разному. Ниренберг, о котором говорили, что он настоящий гений, поглощенный своей идеей настолько, что ничего не видит вокруг и может споткнуться о собственные ноги, был недоволен шумной известностью. Примерно ко времени получения Нобелевской премии он стал задумываться над тем, допустимо ли с этической точки зрения вторгаться в область генетики. Дело кончилось тем, что Ниренберг прекратил исследования по генетике и занялся изучением поведения. Корану весть о присуждении Нобелевской премии застала на обрывистом берегу Атлантического океана, где он любовался закатом. Репортеров он встретил отрешенно, а на их вопрос, как он относится к награде, ответил: "Мне сейчас трудно ответить. Я все время работаю — впрочем, наверное, как и все мы".

Корана продолжал усиленно работать, и тем же точным, кропотливым способом, каким собирал молекулу РНК, стал собирать молекулу ДНК, стремясь создать настоящий ген.

Но ДНК — химически гораздо более сложная молекула, чем РНК, хотя состоит она в основном из тех

же компонентов. Молекула ДНК больше молекулы РНК, так как ее составляют две закрученные длинные цепочки атомов, а РНК — длинная однотяжевая цепочка. Корана потратил пять лет, прежде чем ему удалось собрать вещества, из которых складывается ДНК, в работающий ген. В 1970 г. он объявил о первом в истории успешном синтезе гена. Этот ген состоял из 154 отдельных компонентов, каждый из которых был не крупнее миллиардной доли дюйма.

Над созданием синтетических генов успешно работали и другие группы исследователей, в частности Фотис Кафатос с сотрудниками в Гарвардском университете. Новые, более простые методы, разработанные Нобелевскими лауреатами Дэвидом Балтимором и Говардом Темином, позволили упростить создание искусственных генов. Методика Балтимора-Темина напоминает использование фотографического отпечатка (РНК) для получения негатива (ДНК). Эти методы, уже широко применяемые многими лабораториями для массового синтеза ДНК, заключаются в превращении легко получаемой РНК в своеобразный конвейер для сборки генов. Такая технология производства генов, по словам обозревателя газеты "Нью-Йорк таймс", может оказаться нужной, "когда наука будет готова к производству генов с заранее заданными функциями, например для синтеза недостающего белка или для нейтрализации нежелательного белка". Творцы генов приблизили время, когда мы смажем с легкостью создавать гены, необходимые для борьбы со старением.

В августе 1976 г. Корана и его коллеги по Массачусетскому технологическому институту продвинули генетику еще на шаг вперед, ухитрившись не только синтезировать ген E. coli, но и пересадить его в живую клетку, где он продолжал работать, как и его "собрат" — природный ген. По признанию одного генетика, "синтез гена означал мощный прорыв вперед. Теперь этот ген работает, как настоящий, — от этого просто дух захватывает". Со временем наследственные болезни будут излечиваться путем замены дефектных генов здоровыми, созданными человеком.

"Включение" и "выключение" генов

Многое из того, что происходит с человеком в процессе роста и развития на протяжении его жизни, — результат "включения" одних генов и "выключения" других. Половая зрелость наступает с вступлением в действие многих генов, которые были в организме с самого рождения ребенка, но находились в состоянии покоя. Менопауза (прекращение менструаций) наступает, когда гены, вступившие у женщины в действие примерно в возрасте 11 лет, понемногу перестают действовать. Одряхление, которым сопровождается старение, также может быть результатом выключения генов. Одним из способов вмешаться в эту ситуацию включение — выключение может оказаться введение в стареющий организм специфических искусственных включающих элементов, которые заставят гены поддерживать тело в том состоянии, в каком оно было, когда человек был моложе.

Генетикам давно известно, что в ядро каждой клетки заключен полный набор генетической информации, необходимой всему организму. Клетка человеческой печени, например, содержит генетическую инструкцию для создания не только здоровой клетки печени, но и клеток сердца, нервных, зрительных и других специализированных клеток. В ДНК каждой специализированной клетки заложены тысячи покоящихся генетических инструкций, вплетенных в специфический узор многих миллионов компонентов, из которых сложены гены.

Но для того, чтобы нормально функционировать, клетка печени (или любая другая клетка) может вводить в действие (включать) только определенную часть своей полной генетической информации. Более того, в различное время — в зависимости от потребностей организма — включаются (или выключаются) другие гены. Например, после того как вы съели очень сладкую конфету, организм должен увеличить производство гормонов поджелудочной железы, которые вызовут превращение части сахара в энергию, а часть запасут в виде жира. Гены, управляющие этой функцией поджелудочной железы, должны дать клеткам железы "инструкцию", по которой они производят гормон только при возникновении потребности в нем. В других случаях эти гены не работают.

Следует добавить, что некоторые ухудшения — например, снижение с возрастом способности организма расщеплять и выводить из клеток продукты обмена — не всегда возникают "по вине" отдельных генов. Скорее, прекращает работать или неправильно работает механизм включения — выключения определенных генов и специфических процессов, которые связаны с расщеплением отходов.

Первым проложил путь к пониманию механизма включения и выключения генов Жак Моно в 1946 г. И затем на протяжении двух десятилетий он вместе с Франсуа Жакобом продолжал эти исследования. Оба ученых работали в Пастеровском институте в Париже — центре некоторых наиболее оригинальных и захватывающих открытий в генетике.

Жакоб начал свою карьеру как хирург, но в 1944 г. получил в Нормандии очень тяжелое ранение, после которого карьера хирурга была для него закрыта. Тогда он защитил докторскую диссертацию в Сорбонне, и вместе с Моно принялся изучать механизм включения — выключения генов в клетке. Успех к ним пришел после многих лет работы.

Работая с мутантными штаммами E. coli, исследователи обнаружили, что почти все гены бактерий имеют механизм включения — выключения на одном конце. Они назвали его "оператором". Как выяснилось, другие гены создают белок, который соединяется с оператором и закрывает его, что приводит к выключению гена. Этот ген они назвали "регулятором". Белки, которые синтезировались регуляторами и "выключали" структурные гены, получили название "репрессоров". Покрытие гена оператора репрессорами можно сравнить с помещением телеграфного ключа в запертый ящик — механизм в полном порядке, но телеграмму послать нельзя. За открытие системы оператор — регулятор — репрессор Жакоб и Моно были удостоены в 1965 г. Нобелевской премии.

Корана, а по его примеру и другие ученые вслед за Жакобом и Моно старались изучить и создать механизм включения — выключения. В Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже англичанин Джон Гёрдон сосредоточил свое внимание на тех веществах в клетке, которые можно назвать "главными выключателями" (рубильниками). Как утверждает ученый, именно они вводят в действие и выключают гены в процессе развития и могут быть причастными к управлению генами взрослого организма. Энн Дженис Бразерс из Университета штата Индиана уже удалось сделать первый шаг — она выделила один из таких "главных выключателей" клетки.

Изучение этих механизмов чрезвычайно важно. Если врачи-генетики будут досконально знать механизмы, ведающие включением и выключением генов, они смогут ввести человеку сыворотку, содержащую эти выключатели, и восстановить управляемые генами жизненно важные функции. Они сумеют также использовать вещества, называемые "рубильниками", чтобы включить инактивированные и выключить другие гены. Это позволит им предотвращать или обратить вспять те генетические изменения, которые, по мнению некоторых геронтологов, приводят к старению.

Клонирование: создание идентичных близнецов

Как мы уже видели в гл. 4, пересадка оказывается удачной только отчасти. Трудно найти органы, ткани которых были бы совместимы с тканями реципиента, что позволило бы избежать реакции отторжения трансплантата. Но представим себе, что органы можно будет "выращивать" отдельно, по заказу, причем вне организма и к тому же из собственных клеток реципиента. Такой орган был бы генетически идентичным организму реципиента и тем самым иммунная реакция против него исключалась бы. Такой путь открывает перед нами один из процессов генной инженерии, называемый клонированием (от греческого слова "clon", что означает "ветвь", "отпрыск" и подразумевает размножение путем черенков).

По образному сравнению одного из научных обозревателей газеты "Лос-Анджелес тайме", "клонирование в биологии можно уподобить процессу фотокопирования в производстве: это средство изготовления множества копий одного оригинала". Клонирование представляет собой форму генной инженерии, когда берется одна клетка, заключающая в себе полный набор генов организма, ее заставляют делиться до тех пор, пока не воспроизводится весь организм, из которого была взята клетка. Если, например, получить клон из одной-единственной клетки взрослого мужчины, то этот клон будет идентичным близнецом данного мужчины, полностью повторяющим его отпечатки пальцев, родимые пятна, белки и ДНК. А в результате орган, пересаженный от клонированного организма "оригиналу", не будет отторгнут.

Как мы уже отмечали, в каждой клетке содержится полный набор генов для воссоздания всего организма, только большинство из них попросту отключено. В 1969 г., исходя из предположения, что каждая клетка несет полную генетическую информацию, д-р Джон Гёрдон, в то время работавший в Оксфордском университете, приступил к экспериментам по переносу генетического материала из клеток взрослой лягушки в лягушачью яйцеклетку (икринку). Исследователь рассуждал так: если ядро взрослой клетки содержит все нужные гены, яйцеклетка обеспечит весь необходимый химический аппарат для дальнейшего развития.

Гёрдон поместил клетку, взятую из кишечника южноафриканской шпорцевой лягушки, под микроскоп и с помощью микропипетки (стеклянной трубочки тоньше человеческого волоса, присоединенной к отсасывающему устройству) проколол оболочку взрослой клетки и вынул ядро. Затем удалил ядро из яйцеклетки лягушки и заменил его ядром взрослой клетки. Ставя этот опыт, ученый хотел получить ответ на вопрос: "Сопровождается ли прогрессивная специализация клеток в процессе развития утратой тех генов, которые более не нужны клетке данного типа?" Иными словами, сохраняет ли, например, клетка кишечника гены, необходимые для создания клеток другого типа — скажем, клеток кожи, печени, крови? Гёрдон предполагал, что если гены не утрачиваются, можно получить клон лягушки путем пересадки ядра.

Почти сразу же после пересадки ядра из клетки взрослой лягушки икринка начала делиться; через несколько дней она превратилась в головастика, а еще через несколько недель — в лягушонка. Гёрдон создал несколько клонов лягушек, и все они жили, процветали и даже размножались. Исследователь показал, по собственному признанию, "что по крайней мере некоторые ядра из клеток кишечника несли в себе все гены, необходимые для дифференциации клеток всех типов". Тем самым он доказал, что клонирование осуществимо.

В первой серии экспериментов Гёрдона только 1,5 % всех попыток клонирования дали взрослых лягушек. Столь низкий процент объясняется чисто техническими причинами. Если большинство лягушек и не достигло полного развития, пояснял ученый, то вовсе не потому, что у них отсутствовали какие-то гены. В некоторых случаях икринки-реципиенты не выдержали повреждений, нанесенных при введении ядра микропипеткой. И действительно, хотя сама процедура клонирования относительно проста, травмирование яйцеклеток при пересадке ядра оказалось настолько серьезным, что большинство их от этого погибло.

Но для людей сложностей возникает куда больше. В отличие от лягушек люди не развиваются в яйцеклетках, находящихся вне организма матери: яйцеклетки человека проходят цикл развития в матке женщины, и они еще более хрупки и чувствительны к вмешательству извне, чем икринки лягушек. К тому же недостаточно просто внести генетический компонент клетки человека в яйцеклетку, из которой удален ее собственный набор генов; нужно еще поместить ее в утробу женщины или в искусственную матку. Обратная пересадка яйцеклетки человека чрезвычайно сложна. Известны только несколько случаев, когда такая яйцеклетка достигла полного развития. Дуглас Бевис из Лидского университета (Англия); успешно реимплантировал в матку нескольким женщинам яйцеклетки, оплодотворенные в пробирке, и женщины родили нормальных младенцев. Процесс реимплантации для клонирования не отличается от искусственного оплодотворения, и в настоящее время шансы на удачную реимплантацию невелики. Как подчеркивает научный обозреватель газеты "Нью-Йорк таймс", "из тридцати подобных попыток [только] три увенчались успехом".

Дополнительные сложности реимплантации заключаются в том, что матку необходимо подготовить точно к сроку при помощи определенных гормонов. Все эти гормоны уже имеются, но очень трудно ввести будущей матери точную дозу. Нелегко искусственным путем добиться того химического равновесия, которое позволяет зародышу человека через несколько дней после оплодотворения прикрепиться к стенке матки.

Не исключено, что настанет день, когда женщина обратится к врачу, у нее из яичника извлекут яйцеклетку, введут туда генетический материал из другой клетки и снова поместят яйцеклетку в матку женщины. Так женщина сможет родить свою или еще чью-нибудь точную генетическую копию.

Один из возможных будущих источников органов для пересадки — лимитированное (ограниченное) клонирование. Когда искусственное создание "выключателей", управляющих функциями клеток, станет реальностью, появится возможность клонировать отдельные органы. Сценарий (хотя пока только научно-фантастический) будет выглядеть примерно так.

Когда у человека по старости или в результате болезни какой-либо орган, например легкие, приходит в полную негодность, некоторое количество его генетического материала вводят в яйцеклетку. Больного погружают в "холодовый сон", а тем временем яйцеклетку помещают в искусственную матку из силастика. При помощи компьютера в матку вводится точное сочетание гормонов в нужной концентрации, что позволяет зародышу прикрепиться к пластиковой стенке. По мере развития плода в заменитель крови, питающий растущий организм, вводятся генетические репрессоры, которые выключают все программы развития, кроме, скажем, сердца, печени, почки или любого другого нужного для пересадки органа. Компьютер будет по-прежнему управлять концентрацией репрессоров в искусственной крови, и в сравнительно короткий срок в распоряжении медиков появится здоровое человеческое сердце, которое можно пересадить в грудную полость реципиента.

Поначалу новое клонированное сердце размером не более сердца ребенка будет использоваться в качестве "помощника", пока больной оправляется от пребывания в охлажденном состоянии и набирается сил. Через несколько месяцев больное сердце можно удалить, и новое сердце возьмет всю работу на себя. А так как новое сердце-клон из клетки самого, реципиента, оно не подвергнется отторжению, как сердце, взятое от трупа.

Другой сценарий для ограниченного клонирования еще проще.

Представим себе, что больной, страдающий сердечным заболеванием, подключен к аппарату сердце- легкие на длительный срок (сейчас это невозможно из-за разрушения форменных элементов крови). Участок сердца, пораженный болезнью, врачи удаляют, сохранив основу из здоровых клеток. В эти клетки введут "включатель" генов клеток сердца, который побудит их регенерировать новое сердце.

Уже появилась надежда, что со временем такое ограниченное клонирование станет реальным. В Уистарском институте в Филадельфии (частном исследовательском учреждении) Винсенту Кристофало удалось добиться размножения клеток человека в питательной среде значительно дольше, чем это предусмотрено "генетическим пределом" Хейфлика. Он добился этого, добавляя в питательную среду синтетический гормон гидрокортизон. Кристофало предположил, что при нормальном процессе некоторые дочерние клетки, возможно, теряют способность к делению из-за того, что не способны синтезировать необходимый для деления белок. В этом случае гидрокортизон может "подстегнуть" синтез белка и направить процесс в нужное русло. Если бы Кристофало мог заставить старые клетки, например клетки сердца, снова делиться под действием определенных химических веществ, включающих их гены, вполне вероятно, что его метод привел бы к ограниченному клонированию органов. А если бы это осуществилось, стало бы реальностью и выращивание новых органов вместо поврежденных.

Айзек Азимов, известный популяризатор науки и фантаст, биохимик по специальности, убежден, что, коль скоро клонирование удалось на лягушках, "оно непременно будет осуществлено и на людях". Как показали опыты с крысами и кроликами, клонирование безусловно осуществимо на млекопитающих.

Вместе с тем сама идея клонирования — как полного, так и ограниченного — наталкивается на серьезные социальные и моральные преграды. Лучше всех подвел итог проблемам клонирования человека Азимов. Он сказал: "Поверьте мне, для общества в целом эта игра не будет стоить свеч". И хотя усовершенствованная техника клонирования может дать экономический эффект при разведении животных, в частности для получения целого стада племенных быков, клонирование людей сопряжено со слишком большими сложностями.

С чисто практической точки зрения человеку, нуждающемуся в органе для пересадки, придется дать клетку для клонирования, а затем ждать самое малое девять месяцев, пока клон будет развиваться, да еще несколько лет, пока он достигнет достаточных размеров и зрелости, чтобы его можно было пересадить. Но моральные проблемы, связанные с клонированием, намного важнее, чем практические затруднения. Главный вопрос заключается в том, можно ли не считать клон полноценной личностью только на том основании, что его выращивали как донора органов? Даже при ограниченном клонировании, когда клонируется только какой-нибудь участок сердца и не возникает проблемы убийства целого клонированного организма, чтобы изъять у него органы, все же процесс непременно начинается с вмешательства в человеческую яйцеклетку. Это ставит перед нами проблему аборта и "права на жизнь" в новом, еще более усложненном варианте.

Молодая наука

Современная генетика, которая насчитывает неполных 25 лет от роду, выросла в развитую область науки, добилась сенсационных успехов и открыла перед человечеством фантастические перспективы излечения врожденных дефектов, замедления процесса старения и продления жизни. Но именно эта область науки как никакая другая владеет нашей жизнью — ведь она изучает объекты и процессы, которые являются причиной процветания жизни или ее прекращения. Генная инженерия возлагает на нас огромную ответственность. Имеем ли мы право манипулировать генами? Готовы ли мы к тому, чтобы владеть этим могущественным орудием? Безопасны ли попытки бороться со старостью средствами генной инженерии или это смахивает на ловлю бабочек с помощью атомных бомб? И достаточно ли мы подготовлены к тому, чтобы позволить ученым манипулировать человеческим организмом?

Сейчас никто не сможет предвидеть, какой ответ даст жизнь на наши вопросы. Генетик Роллин Д. Хочкисс из Рокфеллеровского института в Нью-Йорке признается: "Многие из нас инстинктивно пугаются тех сложностей, с которыми связано вмешательство в работу тонко отрегулированных и всеобъемлющих систем, делающих человека тем, что он собой представляет. Все же, по-моему, такие попытки непременно будут делаться. И дорога будет вымощена мозаикой из альтруизма, жажды наживы и невежества". А знаменитый физик Бруно Понтекорво следующим образом подытожил трудности выбора, ожидающего нас в будущем:

"Мы заблуждаемся, полагая, что генная инженерия человека все еще относится к области научной фантастики и нам незачем о ней размышлять. Меня глубоко волнует тот факт, что она будет развиваться очень медленно и поначалу едва заметно. По моим подсчетам, скажем, в первые четыре-пять лет окажется возможным вылечивать с помощью генной инженерии в очень малой, ограниченной степени определенные врожденные дефекты. Против этого никто не станет возражать, и мы сделаем следующий шаг, а потом еще один и т. д. И если не приступить к обсуждению этих проблем уже сейчас, мы окажемся в таком же положении, как с атомной бомбой, — когда никто не представляет себе, что происходит… Возможности безграничны, и мы обязаны знать о них заранее".