Волшебная ДНК

Американский писатель, сценарист и продюсер Майкл Крайтон опубликовал в 1990 году бестселлер «Парк юрского периода». Три года спустя его соотечественник кинорежиссер Стивен Спилберг снял на основе романа научно-фантастический триллер, в котором горстка туристов спасается от полчищ разъяренных доисторических рептилий, клонированных учеными. Фильм зрелищный, захватывает дух. Однако главная заслуга его авторов в том, что они рассказали миру об удивительных возможностях генной инженерии.

Генная инженерия

История генетики начинается с австрийского биолога и ботаника Грегора Иоганна Менделя, автора знаменитых законов, ставших краеугольным камнем современной науки о наследственности. Сегодня горизонты генетики чрезвычайно широки – от создания новых видов продуктов питания до клонирования живых существ. Такой ее раздел как генная инженерия позволяет брать гены из клетки одного организма и помещать в клетку другого.
Первый удачный опыт в этом направлении был поставлен в 1972 году в лаборатории Стэндфордского университета (США). Ученые соединили ДНК двух разных вирусов и одной бактерии, получив совершенно новый организм. В наши дни, извлекая гены и белки из любого организма, исследователи научились не только контролировать его деятельность, но и создавать новые генотипы, виды живых существ, устойчивых к радиации, способных обитать под водой, регенерировать поврежденные органы и даже… жить вечно.
Одной из биотехнологий будущего является клонирование. Сначала клонами (от греч. – «веточка», «побег») называли растения, полученные от одного производителя вегетативным способом. Но позднее этот термин получил более широкий смысл. По сути, клонирование – это либо тиражирование одного и того же биологического вида, либо воссоздание какого-то конкретного живого существа по его ДНК. Ученые проводят удачные эксперименты по искусственному получению идентичных молекул, клеток и целых организмов. Например, в Оксфорде в 1977 году появились первые клонированные животные – лягушки, а в 1988-м – кролики.
Ян Вилмот и Кейт Кэмпбелл, биологи из Рослинского института в Шотландии, с конца прошлого века проводили эксперименты по клонированию овец. Сначала они поместили в половую клетку живой овцы генетический материал из эмбриональной клетки овцы-донора. В результате родились два здоровых ягненка – Меган и Мораг. Исследователи пошли дальше – и в 1996 году повторили опыт, в котором использовали предварительно замороженную клетку вымени умершей овцы. На свет появилась знаменитая овечка Долли, ставшая сенсацией в научном мире. Долли благополучно прожила шесть с половиной лет и была усыплена в 2003 году.

Кандидаты на воскрешение

С рождением Долли перед биологами открылись прекрасные перспективы. Стало ясно, что можно клонировать любое умершее существо, если от него остался генетический материал. Последовал целый ряд блестящих экспериментов. В 2008 году в японском Институте физико-химических исследований был получен клон мыши с использованием ее замороженных клеток. Интересно, что еще в 2000 году ученые догадались заморозить кусочек ткани последнего дикого пиренейского козла. Как будто знали, что его можно воскресить. И спустя девять лет это действительно произошло. К сожалению, клон прожил всего несколько минут и умер из-за нарушения дыхания. Но теперь всем стало ясно, что такие эксперименты можно и нужно проводить. В мире немало кандидатов на «воскрешение». Хотя ученые понимают, что берут на себя огромную ответственность. Во-первых, право на клонирование имеют, в первую очередь, те виды животных, которые исчезли по вине человека. Во-вторых, нужно точно знать, что возрожденный вид сможет адаптироваться к современным условиям жизни – экологии и температуре на планете. Есть и этический аспект проблемы. Если, скажем, клонировать тираннозавра, то среди хищников у него будет мало конкурентов, а значит, фауна целых регионов претерпит значительные изменения.

Так кто же находится в списке?

Дронты и смилодоны.
Птица додо – подходящий вариант. Додо, или дронты, крупные нелетающие птицы, которые обитали на Маскаренских островах в Индийском океане. К тому же они плохо плавали и медленно бегали. Но бояться им было нечего – на островах не водились крупные хищники. До тех пор, пока туда не добрались европейские мореплаватели. Португальцы, а затем голландцы охотились на дронтов для пополнения корабельных запасов пищи. Кроме того, они завезли на острова крыс, кошек и собак, которые поедали яйца беспомощных пернатых. В общем, у додо не было шансов на выживание. Правда, сейчас вряд ли можно найти в жарком климате островов останки додо с необходимым количеством ДНК.
Следующий кандидат на воскрешение – саблезубый тигр, или смилодон, вымерший около 10 000 лет назад. Такие кошечки весом до 400 килограммов обитали в Южной и Северной Америке. Недалеко от Лос-Анджелеса находятся смоляные ямы Ла-Бреа. Так вот, в этих ямах археологи обнаружили тысячи останков древних животных плейстоценового периода (2,5 миллиона – 10 тысяч лет до н.э.). Девять из десяти останков млекопитающих, извлекаемых из этих ям, принадлежат хищникам. Ямы стали для них настоящей ловушкой. Едва попав туда, животное начинало реветь, на шум сбегались все хищники округи и набрасывались на жертву. При этом сами тонули в вязкой трясине.
На сегодняшний день ученые извлекли из ям останки двух тысяч смилодонов. Материала для клонирования достаточно. Но есть проблемы. Первая заключается в том, что смола могла повредить ДНК. Вторая – смилодон в современном животном мире ничуть не лучше тираннозавра.
А вот о динозаврах речь пока не идет: ДНК может сохраняться тысячи, но отнюдь не миллионы лет.

Мамонты и неандертальцы

Сегодня ученые остановились на кандидатуре шерстистого мамонта. Это не хищник, вымер недавно, всего каких-то десять тысяч лет назад. А на острове Врангеля, отрезанном от материка морем, гиганты в отсутствие человека продержались долго и вымерли около 4000 лет назад. Их останки прекрасно сохранились в условиях вечной мерзлоты. Кроме того, ученым уже давно удалось расшифровать геном шерстистого мамонта. При этом выяснились интересные детали. Оказалось, что гемоглобин в крови мамонтов, отвечающий за доставку кислорода к тканям, был адаптирован к холодным температурам, вот почему причиной вымирания этих животных могло стать потепление климата.
На северо-востоке Якутии в нижнем течении Колымы расположен заказник, получивший название Плейстоценовый парк. Под руководством российского эколога Сергея Зимова здесь проводятся работы по воссозданию экосистемы тундры эпохи плейстоцена. Ученый считает, что некогда сибирские тундростепи были намного плодороднее, а их флора и фауна значительно богаче, чем сейчас. Но в результате вымирания крупных травоядных – мамонтов и носорогов – она деградировала до нынешнего состояния. К исчезновению этих животных приложил руку предок современного человека – неандерталец.
Идея парка заключается в том, чтобы переселить травоядных животных из привычных для них мест обитания в сибирскую тундру. На территории заказника уже пасутся небольшие стада якутской лошади, северного оленя, лося, овцебыка, зубра и марала. Планируется завезти сюда двугорбых верблюдов, яков и сайгаков. А чтобы травоядные не расслаблялись, компанию им составят львы и амурские тигры.
Шерстистый мамонт стал бы настоящим украшением заповедника. Здесь есть даже музей останков мамонта – куски кожи, мышц и костей. Это настоящее сокровище для ученого. Зимин отправил образцы в японский университет Кинки в Осаке, и в 2009 году генетику Акире Иритани удалось поместить ДНК мамонта в яйцеклетку мыши. Японец заявил, что клонирование мамонта – дело нескольких лет. То же утверждает и корейский генетик Хван Ву Сук, который в содружестве с российскими учеными планирует клонировать мамонта в ближайшее время. А там и до воскрешения первого неандертальца рукой подать. Правда, это будет нелегко. В первую очередь из этических соображений – человек все-таки. В ряде государств, таких как Франция, Германия и Япония, это вообще запрещено законом. Однако в некоторых странах запрет не распространяется на так называемое терапевтическое клонирование, когда человек выращивается до уровня эмбриона – для получения стволовых клеток.
Как бы то ни было, этот вопрос сегодня активно обсуждается, потому что человечество подошло к очень опасной черте. Не ошибиться бы!

Сергей ГОНЧАРЕНКО