Авторы статьи про первых трансгенных котов предсказывали, что эта технология может быть полезна для создания дизайнерских котов. Тут они как в воду глядели.

Сейчас мы вплотную подошли к созданию дизайнерских котов – получению животных с заранее запланированными свойствами. Весь инструментарий у нас уже есть. Сейчас мы умеем не только вшивать в геном животных чужие гены и создавать трансгенных котов, но и научились редактировать их собственные гены. Технология CRISPR/Cas9[115] и ее модификации позволяют целенаправленно вносить изменения в нужные участки генома, менять кошачьи гены в нужном нам направлении.

Какие изменения нам нужны? Нет уж, сначала давайте решим, какие изменения нам не нужны. Нам точно не нужны изменения, которые принесут страдания “отредактированным” животным. Поэтому никаких карликов, никаких кошачьих мопсов мы делать не будем. Гигантов тоже. Во-первых, потому что они и так уже есть – посмотрите на мейн-кунов! А главное, потому что размер тела, как и многие другие количественные признаки, контролируется многими генами, каждый из которых вносит в признак ничтожный вклад. Такие признаки мы вполне успешно меняем отбором. Редактировать же множество генов, их контролирующих, крайне накладно и практически бесполезно. Поэтому мы должны понять, чего хотим, и точно выбрать мишени: известные гены с сильными фенотипическими эффектами.

Самая очевидная цель для трансгенеза и редактирования – это создание гипоаллергенных котов. Ген для редактирования здесь известный и удобный: Fel d 1.

Один из первых проектов по редактированию кошачьего генома был направлен на получение гипоаллергенных котов. Аллергия на кошек – это очень серьезная научная, медицинская и эмоциональная проблема. Каждый седьмой ребенок страдает аллергией на кошек. При этом главным аллергеном оказывается вовсе не шерсть. Лысые кошки, вопреки распространенному мнению, также аллергенны, как и длинношерстные. Главный, хотя и не единственный, кошачий аллерген – это белок с интригующим названием секретоглобин Fel d 1²⁸². Он ответственен за 96% аллергий на кошек. Выделяют этот секретоглобин в основном сальные железы на коже, а также слюнные, слезные и анальные железы. Вылизываясь, коты равномерно распределяют белок по всему телу, а оттуда он попадает в воздух, и, будучи весьма легким и летучим, может оставаться в воздухе в течение нескольких часов. Говорят, ветерком его заносит аж в Арктику. При этом он страшно липкий и хорошо растворим, поэтому легко впитывается в кожу кошковладельцев, в их одежду и мебель и остается там надолго. Одним словом, чума.

Коты – гораздо более эффективные продуценты секретоглобина, чем кошки. Кастрация кота помогает снизить его выделение до кошкиного уровня, что указывает на вовлеченность тестостерона в этот процесс. Кастрация кошек ничего не меняет. Ходят слухи о межпородных различиях в кошачьей аллергенности. Вроде бы сибирские, балинезийские, абиссинские, а также разные рексы производят меньше Fel d 1, чем другие породы. Но это все интернетные легенды. Ни одной приличной статьи в научных журналах на этот счет нет. В тезисах конференции Американской академии аллергии, астмы и иммунологии появлялось сообщение о том, что темные коты в 6,1 раза более аллергенны, чем светлые, да и оно было немедленно опровергнуто в статье новозеландских исследователей²⁸³.

За создание ГМГА (генетически модифицированных гипоаллергенных) котов взялась генно-инженерная фирма “Аллерка”. Она обещала выключить (дословно: to silence – “заставить замолчать”) вредный ген Fel d 1.

Ген можно выключить на уровне трансляции или банально выпнуть (knock-out) его из генома. Это самый радикальный способ – взять и сломать вредный ген прямо в зиготе, внеся в него разрывы с помощью системы CRISPR/Cas9. Но в 2005 году, когда началась работа по гипоаллергенным кошкам, CRISPR/Cas9 еще не изобрели.

Раньше всех нашли способ подавления трансляции путем введения в клетку антисмысловых ДНК или РНК. Они связывались со смысловой РНК нужного гена (или, вернее, ненужного – того, который нужно было выключить) и либо блокировали трансляцию, либо вовсе разрушали РНК. Естественно, котам никто не будет вводить антисмысловую РНК в каждую сальную железу, но принципиально можно создать и внести в геном кошки трансген, который будет прицельно включаться только в клетках сальных желез и синтезировать антисмысловую РНК к РНК гена Fel d 1.

Позже изобрели способ РНК-интерференции, который использовал внутриклеточные механизмы противовирусной защиты. С помощью специальных ухищрений можно натравить эти механизмы на собственные гены, встроив в геном кошки генетическую конструкцию, способную индуцировать РНК-интерференцию – подавление гена Fel d 1.

Именно этим путем пошла, если верить ее президенту, “Аллерка” и получила трех кошек с несколько измененной, неаллергенной версией этого гена. Вот этого мы совсем не понимаем. РНК-интерференция может изменить трансляцию гена, выход его белкового продукта, но изменить версию гена она не может. Опять же, по словам президента, они тестировали аллергенность внучатого потомка одной из этих кошек по имени Джошуа. Тест был очень смешной. Фирма наняла 10 аллергиков, завязала им глаза и предъявила им Джошуа, обычного кота Тики и чучело мохнатого кота. Из дневников здоровья, которые вели аллергики, следовало: Joshua was more allergy-friendly than Tiki – “Джошуа был менее аллергенен, чем Тики”.

Вся эта наука была изложена в интервью президента “Аллерки”, опубликованном в журнале Nature²⁸⁴. Конкуренты из другой генно-инженерной фирмы сказали, что так дела не делаются. Нужны тесты in vitro на связывание белков шерсти и кожи Джошуа с человеческими антителами против Fel d 1. Президент “Аллерки” на это ответил, что он больше верит тесту in vivo, а если кто сомневается, тот пусть приходит и покупает у них его гипоаллергенных™ котов.

Дальше начались совсем уж интересные события. “Аллерка” сначала попала в список топ–10 наиболее инновационных фирм по версии журнала Time. Потом она вывесила прайс-лист на своих кошек с ценами от 6950 до 26 950 долларов в зависимости от породы. Уже из этого следовало, что ее кошки вовсе не генно-инженерные, потому что кошки, конечно, плодятся быстро, но не настолько, чтобы скрещиваниями ввести плоды генной инженерии в геномы разных пород. Да, сказала “Аллерка”, это мы нашли природные гипоаллергенные варианты Fel d 1 в разных породах. При этом фирма требовала от покупателей пройти тесты на аллергию и отказывала в продаже тем из них, которые давали сильные реакции на Fel d 1. То есть они продавали своих гипоаллергенных котов только “гипоаллергическим” покупателям. Это как если бы аптека продавала средство от головной боли только тем, у кого голова не болит. Потом были суды с конкурентами за кражу промышленных секретов и бизнес-планов, торговля франшизами и, наконец, тихое исчезновение.

Новая эра в создании гипоаллергенных котов началась после изобретения технологии CRISPR/Cas9. В 2022 году биотехнологическая компания InBio использовала ее для “отключения” генов, ответственных за производство Fel d 1. В эксперименте на клеточных культурах кошек исследователям удалось снизить уровень аллергена на 55–80%, причем модификация оказалась безопасной для клеток. Однако до создания живых животных с отредактированным геномом еще далеко: испытания in vivo пока не проводились. Более того, InBio и не планировала редактировать геном кошек. Она предполагала разработать инъекционную генную терапию (основанную, видимо, на той же РНК-интерференции, что предлагала “Аллерка”) для снижения экспрессии Fel d 1 у кошек²⁸⁵, но то ли до сих пор разрабатывает, то ли бросила. Никаких новостей на эту тему ни в газетах, ни на сайте компании нам до сих пор найти не удалось.

Параллельно развиваются и альтернативные методы. Например, в 2019 году проект HypoCat представил вакцину, которая “обучает” иммунитет кошек нейтрализовывать собственный Fel d 1. Это не генная модификация, но подход тоже снижает количество аллергена в окружающей среде²⁸⁶.

А гипоаллергенных котов как не было, так и нет. Из-за этого седьмая часть человечества лишена счастья общения с котами. Это мы рассматриваем одновременно как позорное пятно на репутации современной генной инженерии и как вызов это пятно смыть, прежде чем двигаться дальше.

Кстати о пятнах. Выше мы весьма подробно разбирали наследование белых пятен у кошек и роль гена KIT в контроле этого признака (см. главу 2). Генные инженеры всерьез взялись за этот ген²⁸⁷. Сначала они потренировались на мышах и обнаружили, что удаление 17-го экзона нарушает миграцию меланобластов и вызывает образование белых пятен на шкурке. Тогда они, используя ножницы CRISPR/Cas9, удалили этот экзон из культуры эмбриональных клеток кожи кошек породы Дракон Ли.

Ядра из отредактированных клеток перенесли в яйцеклетки, из которых удалили их собственное ядро. Затем такие реконструированные зиготы индуцировали к развитию. Среди них отобрали 130 с лишним эмбрионов и имплантировали их в матки суррогатных матерей – примерно по 30 эмбрионов на кошку. Всего родились 6 живых котят. Из них 2 котенка были гетерозиготами по делеции 17-го экзона.

Они были посветлее, чем стандартные Драконы Ли. В аннотации к этой статье авторы гордо заявили, что они первые, кто добился “изменения цвета шерсти кошек посредством редактирования генов, и полученные результаты послужат основой для разведения кошек с коммерчески желаемым цветом шерсти”. Результаты, прямо скажем, пока не сильно впечатляющие.

А ведь любому человеку, а особенно котовладельцу, всегда хочется чего-то иного, чего никогда и, главное, ни у кого раньше не было. Как здесь поступать дизайнерам котов? Наш им бесплатный совет: использовать закон гомологических рядов Н. И. Вавилова – сходные виды имеют сходную изменчивость – и знание геномов кошки и ее родственников. У кошки нужного нам фенотипа нет, зато есть у собаки; ищем собачий ген с нужной мутацией, находим его кошачий гомолог, вносим в него необходимые изменения. Готово.

Итак, мы хотим новых, доселе неведомых у кошек окрасов и форм. Например, кота-шарпея. С длинным мехом это вряд ли будет сочетаться, а вот рексов и сфинксов морщинистость кожи очень даже украсит. Мы знаем, что у шарпеев есть мутация, которая вызывает избыточную продукцию полисахарида гиалуронана. При этой мутации происходит дупликация (иногда многократная) протяженного участка перед геном HAS2, который кодирует фермент гиалуронан-синтетазу²⁸⁸. Находим ген HAS2 в геноме кошки, готовим нужную генно-инженерную конструкцию и вводим ее в оплодотворенные яйцеклетки, которые имплантируем суррогатной матери. Вуаля – коты-шарпеи!

Атлетических котов с избыточной мускульной массой можно получить за счет мутации в гене миостатина – белка, который по принципу обратной связи тормозит рост клеток – предшественниц мышц. Мутацию в этом гене, приводящую к образованию стоп-кодона и, как следствие, синтезу нефункционального белка, впервые обнаружили у коров и использовали как основу для создания мясной породы “бельгийская голубая”. Мутации со схожим эффектом обнаружили у овец, мышей и собак. В последнем случае она привела не только к достоверному увеличению мускульной массы, но и значительному улучшению беговых качеств²⁸⁹. Так что редактирование гена миостатина у кошек может стать основой для выведения пород “беговых котов”.

Аналогичным образом получаем котов-далматинцев, котов с окрасом мерль… Заявки принимаются. Нет-нет, это мы пошутили. Мы сами этим заниматься никогда не будем. Мы только обрисовали перспективы.

Дизайнерский подход может быть применен не только к домашним, но и к диким кошкам – от манула-погладь-кота до льва-который-ушел-из-дома. Здесь нам видятся разные возможности.

В генетике растений сейчас набирает обороты “доместикация de novo”. Долгое время селекционеры занимались улучшением давным-давно одомашненных видов растений. В основном использовались разные варианты отбора. Были попытки улучшить сорта культурных растений за счет скрещиваний с их дикими сородичами. Целью таких скрещиваний было обогащение генома культурных растений генами устойчивости к разным заболеваниям. Сейчас генные инженеры предлагают обратный путь: не улучшать старые сорта, а создавать новые за счет редактирования генов диких видов растений, внося нужные человеку изменения.

В принципе, тот же подход может быть применен и к животным. И если, как рекомендовал классик, тренироваться на кошках, то здесь открывается несколько интересных вариантов. Можно создать комнатного льва: ласкового и портативного. В поисках генов для улучшения львиного нрава мы бы обратили внимание на GTF2I и GTF2IRD1, мутации которых у собак и людей отвечают за повышенное дружелюбие²⁹⁰. Пропорциональное уменьшение размера тела может быть достигнуто в результате редактирования гена FGFR3, который кодирует один из рецепторов фактора роста фибробластов. Мутации в этом гене вызывают пропорциональную карликовость у человека²⁹¹. Тот же подход можно применить и к другим крупным кошкам. А дальше их геномы можно редактировать, меняя их окраски, длину шерсти, рост и особенности поведения.

С реконструкцией саблезубого тигра, которую мы вам обещали выше, все гораздо сложнее. Мы не знаем достоверных публикаций о мутациях саблезубости ни у одного вида млекопитающих. То есть пока не найдено зубных генов с сильным эффектом. Конечно, число, форма и размер зубов находятся под строгим генетическим контролем. Проблема в том, что зубных генов слишком много, и эффект каждого из них слишком мал, чтобы имело смысл с ними возиться.

Так что пока надежд на реконструкцию саблезубого тигра немного. Да и с другими крупными кошками мы бы не торопились. Мало ли что им (кошкам и генным инженерам) может в голову взбрести.

Например, создать кошкодевочку для космической корпорации.

Давайте разберемся, какие здесь проблемы и перспективы. Первая и очевидная проблема: генетические манипуляции с человеком запрещены.

В Китае человек по имени Хэ Цзянькуй отредактировал еще на эмбриональной стадии геномы двух детей и сел в тюрьму. И поделом. Уж очень неграмотно он действовал. И с этической, и с юридической, и с генетической точек зрения. Он решил отредактировать ген CCR5 в человеческих зиготах. Один из аллельных вариантов этого гена обеспечивает устойчивость к вирусу иммунодефицита человека. Используя технологию CRISPR/Cas9, он внес в этот ген разрыв, надеясь вызвать нужную мутацию. Однако вместо нужной он вызвал несколько новых мутаций с неизвестными эффектами. Две девочки, которые получились из этих зигот, несут эти мутации. Будем надеяться, что с ними все будет в порядке.

У нас в России есть свой цзянькуй, который заявляет на всех углах: “Держите меня семеро, а не то я человека отредактирую”. Вот к кому космической корпорации надо было обратиться насчет кошкодевочки, а не к нам грешным.