Ангелина Потапова
Как подружить гены в клетках: коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки
© Потапова А.В., текст, 2021
© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2023
Вступление
2224 год, Москва. Я записываюсь в медицинский центр, чтобы сделать себе трендовую коррекцию зрения – «кошачий глаз». Я слежу за собой и тем, что происходит в индустрии красоты и здоровья. В прошлом году я сделала курс процедур «Идеальная память» и теперь могу пересказать пролистанную вечером книгу «слово в слово». Так делают многие, нужно лишь получить одобрение по месту работы. Некоторые творческие профессии до сих пор «требуют жертв». Например, актерам нельзя сильно менять внешность, а музыкантам – слух. Девиз нашего времени: «Становись здоровее, но не теряй уникальности!»
Почти 100 лет назад наши предки использовали технологию генетического редактирования для лечения заболеваний, которые еще 200 лет назад считались неизлечимыми. Теперь же мы используем эти технологии для улучшения качества жизни. Если бы не откат в прогрессе из-за неумения людей договариваться и страха всего нового, то такие процедуры были бы доступны и 100 лет назад. Но в любом случае, как говорила моя прабабушка, «лучше поздно, чем никогда»!
Сегодня в любой «приличной» клинике можно сделать генетическую коррекцию своего организма. Например, улучшить остроту зрения, в том числе сумеречного, повысить свою способность к запоминанию, увеличить выносливость организма. С тех пор как люди перестали рождаться с генетическими мутациями, несовместимыми с жизнью и нормальным функционированием, медицина сильно шагнула вперед. Теперь нет задачи поддерживать функции организма, все умирают только по двум причинам: несчастный случай или пожилой возраст, хоть со многими признаками старения нам и удалось справиться. Вакцины от неизвестных ранее вирусов и молекулы, блокирующие патогенное действие бактерий, теперь моделирует квантовый компьютер, – не представляю, как люди жили без него раньше.
Недавно листала в своем «виар-паде» книгу по истории медицины, и меня потрясло, что еще 200 лет назад люди уже пытались печатать подобие органов – органоиды. Правда, у них не всегда выходило. Но эти исследования очень помогли нам сегодня с легкостью выращивать не только органы, но и целые системы органов. Именно поэтому средний возраст людей сегодня – 127 лет, наши предки обзавидовались бы!
В этой же книге читала о демографическом кризисе, который начался 150 лет назад. К счастью, повсеместное использование искусственной матки привело к тому, что деторождение – это просто. Остается проблемой лишь то, что некоторые люди по старинке предпочитают естественные процессы, а при естественной беременности и родах иногда рождаются дети, которых сразу же приходится редактировать: мутации предков все еще проявляются.
Иногда будущее гораздо ближе, чем кажется. То, что кажется бредом или фантастикой, уже через несколько десятилетий может стать реальностью. Как вы думаете, насколько сейчас биомедицинские технологии приблизились к тому, чтобы наше будущее стало таким, каким я описала его?
В этой книге я хочу познакомить вас с теми технологиями и научными исследованиями, которые дадут нам возможность приблизиться к, казалось бы, утопическому будущему без заболеваний, от которых человечество до сих пор не может найти лекарство, а также рассказать о тех мифах и опасениях, которые существуют вокруг генетики и биомедицины. Генетические технологии – это то, что меня восхищает, вдохновляет и заставляет думать и работать. Клеточные технологии – та область, которой частично была посвящена моя кандидатская диссертация. Их гармоничный тандем – это возможность приблизить будущее, используя те наработки, которые есть уже сегодня. А какие именно наработки в области генетики и клеточной биологии лягут в основу картины будущего, вы узнаете из этой книги.
Глава 1
В поисках ГМО
Весной 2014-го я прошла на очное собеседование в аспирантуру Сколтеха.
Тогда я познакомилась с технологией геномного редактирования (ей будет посвящена целая глава этой книги), читая публикации Константина Северинова. Он начал заниматься темой редактирования генома одним из первых в России. Профессор тогда набирал себе аспирантов, и мне очень хотелось с ним работать, но финальное собеседование я провалила. Одним из заданий было прочесть статью о редактировании генов, чтобы суметь ответить на любые вопросы по ней. Я очень упорно готовилась, но в самый ответственный момент растерялась и несла полную чушь, еще и на английском. До сих пор помню тот позор. А эта статья потом еще несколько месяцев сидела у меня в голове: подсмотрели у бактерий? Редактирование генома? Как же это круто! Будущее так близко!
ГМО. Что это за зверь и почему его едят?
Однажды мне на полном серьезе написали, что ГМО расшифровывается как «генетически модификационные овощи». Я поняла, что значение термина для одних очевидно, для других – темный лес. Поэтому давайте разбираться, что такое ГМО.
ГМО – это генетически модифицированные организмы. Для того чтобы разобраться с тем, что именно такое ГМО, давайте выясним, что такое ДНК и гены.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – основа наследственности у людей и почти всех других живых организмов. ДНК содержится почти во всех клетках человеческого организма. ДНК можно рассматривать как язык или код, на котором написаны генетические инструкции для человеческого организма. ДНК состоит из структурных элементов, которые можно сравнить с буквами в словах. Для строительства генов используются всего четыре нуклеотидных основания: аденин (А), гуанин (G), цитозин (С) и тимин (Т). Эти нуклеотиды образуют пары друг с другом: А с Т и С с G.
ДНК человека, содержащая гены, плотно упакована в компактные структуры – хромосомы. Как правило, в большинстве клеток организма содержится по 46 хромосом. Хромосомы передаются нам от родителей – 23 от мамы, 23 от папы.
В каждой клетке есть специальные системы, которые считывают заложенную в ДНК информацию и на ее основе создают новые белки (состоят из аминокислот и выполняют в клетке огромное число функций, от построения белков до регуляции прочтения заложенных в ДНК инструкций).
Ген – участок молекулы ДНК, обычно расположенный в хромосоме (у эукариотов); определяет передачу одного или нескольких признаков от родителя ребенку.
Эукариоты – живые организмы, в клетках которых содержатся оформленные, ограниченные оболочкой ядра. В этих ядрах находится генетическая информация – ДНК. К эукариотам причисляют
