В мае 1816 г. в отеле «Англетер» – скромном здании на берегу Женевского озера в Швейцарии – поселился поэт с юной возлюбленной Мэри и ее сводной сестрой. За два года до того Мэри родила от поэта ребенка, но через несколько дней после родов младенца, которому даже не успели выбрать имя, мать обнаружила мертвым. Неопытная девушка, в ужасе перебирая в голове возможные причины смерти, боялась, что отравлено прибывавшее в ее груди молоко и что она тоже может отравиться. В снах она видела картины другой, более счастливой реальности, но, едва открыв глаза, вновь погружалась в кошмар. В дневнике она записала: «Опять снилось, что мое дитя воскресло; что оно просто было холодным, а потом мы растерли тельце у камина, и дитя ожило»{135}.
К моменту приезда на Женевское озеро Мэри уже вновь стала матерью, на этот раз здорового ребенка, но первая потеря по-прежнему угнетала ее. Как-то вечером еще один поэт[5], в обществе которого проходила в тот месяц жизнь Мэри и ее близких на озере, предложил друзьям написать по готическому рассказу. Мэри, наделенная литературным даром, решила трансформировать свою боль в художественное повествование – сочинила историю о безжизненном теле, собранном из частей умерших людей неким Виктором, швейцарским ученым, который затем оживил собственное творение. Книгу опубликовали без указания автора; главного персонажа – монстра – писательница оставила безымянным. Сегодня мы знаем, что Мэри Шелли написала тогда легендарный роман «Франкенштейн, или Современный Прометей».
В третьей главе этого романа Виктор восклицает: «Если столько уже сделано… я сделаю больше, много больше; идя по проложенному пути, я вступлю затем на новый, открою неизведанные еще силы и приобщу человечество к глубочайшим тайнам природы… Я держал в руках то, к чему стремились величайшие мудрецы от начала времен»[6]. «Франкенштейн» не теряет актуальности, потому что заставляет нас задуматься о собственном происхождении и о том, как давно мы пытаемся постичь процесс сотворения жизни и управления ею. Подобные вопросы волновали нас всегда. Что такое жизнь? Как она зародилась? Действительно ли она заканчивается? Можем ли мы распоряжаться ею по своему усмотрению?
Почти каждая культура отвечает на вопросы о возникновении жизни с помощью набора персонажей и истории. В греческой мифологии описан Хаос – пустота. Из этой пустоты возникла Гея (земля), которая родила Урана (небо). От них произошли титаны, одноглазые циклопы и сторукие гекатонхейры, боги (Гестия, Деметра, Зевс) и в конце концов люди. Древние шумеры верили в Намму, богиню-мать, давшую жизнь небесам и земле, а затем и всем растениям, животным и людям. В индейском племени лакота традиционно считается, что до этого мира был другой мир. Люди в нем вели себя плохо, поэтому Великий Дух затопил землю, а выжил лишь ворон Канги. Еще три животных были посланы за глиной, и Великий Дух создал из нее сушу, распределил животных по всей земле, а затем из красной, белой, черной и желтой глины вылепил мужчин и женщин. В христианских историях Бог создал необитаемое бесформенное пространство, затем свет, небо, землю, животный мир и, наконец, Адама и Еву, получивших власть над всеми живыми существами и ставших прародителями рода человеческого.
Все это написано задолго до того, как мы стали разбираться в биологии, естественном отборе и в том, как развивается жизнь. Книга Бытия полна драматических историй о находящемся в опасности мире, о семье, борющейся за рождение детей, и о стремлении обустроить землю для будущего. Ее авторы не знали ни дарвиновской теории естественного отбора, ни основных законов наследственности, изложенных столетиями спустя Грегором Менделем. (Генетические наследственности некоторых известных библейских семейств – таких, например, к которым относились Сара, Ребекка и Рахиль, – возможно, объяснили бы, почему женщины в них с трудом беременели и вынашивали детей.)
Шотландский философ Дэвид Юм отмечал: наши мифы о сотворении мира существуют потому, что мы нуждаемся в историях, вскрывающих причинно-следственные связи, дабы понять окружающее нас, а также потому, что общество функционирует лучше, когда у правил есть контекст{136}. Что же происходит сейчас, когда синтетическая биология ломает стереотипы, заставляет нас пересмотреть правила и бросает вызов нашим историям о происхождении? Сегодня ученые формируют представления о будущем жизни, проектируют это будущее и строят его сценарии в сотнях лабораторий, в том числе и когда какой-либо почитаемый исследователь просит нас увязать наши научные убеждения с религиозными.
Невозможно не отметить, что Джордж Чёрч – выдающаяся персона в биологии. Рост под два метра порой заставляет его пригибаться в дверях корпусов MIT и Гарварда, где он руководит лабораториями и преподает. Широкая ангельская улыбка, румяные щеки, густые седые волосы и пышная борода делают из этого генетика брата-близнеца Санта-Клауса. А некоторые, учитывая исследования Чёрча, проводят параллель между ним и Чарльзом Дарвином или даже более грандиозными фигурами. Во время большого разговора о проектировании будущего жизни с помощью синтетической биологии Стивен Кольбер[7] перебил Чёрча вопросом: «Нужно ли нас сотворять заново? – И продолжил: – Ведь мы уже однажды были сотворены. Богом, Отцом Всемогущим, создателем неба и земли. Вы играете Бога, сэр? Борода у вас в точности как у него»{137}. Неизвестно, осознал это Кольбер или нет, но в его шуточном сравнении была доля правды, ибо Чёрч усердно занимался созданием новых форм жизни и воскрешением мертвых.
Джордж Чёрч родился в 1954 г. на авиабазе Макдилл во Флориде и вырос на побережье залива Тампа в обычном для семей среднего класса пригороде. Его отец, лейтенант ВВС, занимался гонками на болидах и носился по волнам на водных лыжах. Увлечения, позволяющие испытать острые ощущения, интересовали его гораздо больше, чем размеренная домашняя жизнь. Мать Джорджа, блестящая интеллектуалка, адвокат, психолог, писательница, уставала от подобных пристрастий супруга. После развода она еще дважды выходила замуж, в последний раз – за врача по имени Гейлорд Чёрч. Он усыновил мальчика, которому на тот момент исполнилось девять лет. Медицинские принадлежности в сумке отчима завораживали Джорджа. Гейлорд научил любознательного сынишку стерилизовать иглы и позволял иногда Джорджу вводить ему настоящие лекарства{138}.
При этом Чёрч доставлял много проблем учителям в католической школе. Вел он себя хорошо, однако задавал больше вопросов, чем у монахинь было ответов, и порой заводил учителей в непролазные теологические дебри. Академия Филлипса, престижная школа-пансион в Массачусетсе, где учился и Марвин Мински, оказалась более пригодной для получения среднего образования. Там Джордж с головой погрузился в вычислительную технику, биологию и математику. Однако все чаще он замечал, что не в состоянии, даже на любимых уроках математики, контролировать сон и бодрствование. За это его беспрестанно дразнили другие ученики. Более того, учитель алгебры однажды велел ему больше не приходить на занятия: если он собирается каждый день спать на уроках, то пусть изучает материал самостоятельно. Джордж чувствовал себя виноватым за то, что разочаровал учителя, и очень хотел быть таким, как все.
Проблема не исчезла и после поступления в Дьюкский университет. На лекциях и семинарах он непроизвольно погружался в сон на несколько минут, а когда называли его имя, резко просыпался и отвечал так, будто все это время был в сознании и внимательно слушал. Однажды заведующий кафедрой, разгневанный тем, что студент посмел задремать, бросил в него кусок мела. И все же Чёрч всего за два года получил диплом бакалавра в области химии и зоологии и продолжил учебу в аспирантуре Дьюка – стал изучать биохимию. Но вскоре увлекся кристаллографией – новым методом изучения трехмерной структуры транспортной РНК, которая декодирует ДНК и передает генетические инструкции в другие части клеток{139}.
Проблемы с бесконтрольным засыпанием и пробуждением между тем продолжались. Большинство окружающих считали, что он скучает или витает в облаках. Чёрч непроизвольно и стремительно погружался в быстрый сон – ту фазу, когда человек видит сны, – и переносил туда мысли, появлявшиеся у него во время бодрствования. В эти периоды осознанных сновидений он видел альтернативное будущее, в котором исследовал разные варианты научных решений и невероятные, безумные сферы применения технологий, подумать о которых никому бы и в голову не пришло.
В студенческие годы любознательность Чёрча и его готовность позволить разуму отойти от реальности (не говоря уже о странностях со сном) часто доставляли ему неприятности. Он тратил массу времени – по сто и больше часов в неделю – на инновационные исследования в области кристаллографии и не появлялся на занятиях по основной специальности, из-за чего вполне закономерно получал неудовлетворительные отметки. С курса биохимии Чёрча отчислили, тогда он попытался перевестись на другие отделения, чтобы продолжить исследования. Однако разнообразие занятий, которые он посещал, плюс репутация человека с причудами и странное направление исследовательской деятельности не устраивали преподавателей. В 20 лет в арсенале Чёрча уже были ряд заслуживающих внимание научных публикаций и престижная стипендия Национального научного фонда. Тем не менее бюрократическая система академической среды сорвала его планы{140}.
Он перевелся в Гарвард и твердо решил закончить учебу. В один из осенних дней первого семестра Чёрч на несколько минут опоздал на лекцию, потихоньку пробрался в аудиторию и сел в последнем ряду. Устроившись на месте, он достал тетрадь и взглянул на слайдовую презентацию, которая уже началась. Увиденное поразило его: лекция была посвящена одному из его собственных научных трудов. Преподаватель, ведущий молекулярный биолог Уолтер Гилберт, не знал, что Чёрч присутствует на занятии. (Тремя годами позже Гилберт получит Нобелевскую премию за разработку одного из первых методов секвенирования ДНК.)
Чёрч продолжал видеть сны о биохимии и выдвинул множество смелых идей. Одна из них касалась создания машины для быстрого и доступного считывания ДНК, другая – переписывания геномов с помощью готовых молекул с целью усовершенствовать творения природы. Ему снились ферменты, способные редактировать части геномов. Были видения, характерные для нейроотличных людей, в частности тех, кто страдает обсессивно-компульсивным расстройством и аутизмом, – умеющих усиливать или ослаблять свои особенности, а не гасить их препаратами. Увиденное во сне он применял в лаборатории, где сосредоточил усилия на геномном секвенировании и так называемом молекулярном мультиплексировании – одновременном секвенировании нескольких нитей ДНК, помещенных в одну пробирку, в отличие от общепринятого в то время подхода, когда одновременно расшифровывали только одну нить. Такую методику считали абсурдной, но Чёрч доказал, что она верна, и в результате ее распространения стоимость секвенирования ДНК резко снизилась{141}.
В тот период он познакомился с Чао-тин У, защитившей в Гарварде диссертацию по молекулярной биологии и работавшей там. Она восхищалась его безмерным трудолюбием и творческой изобретательностью и поддерживала его «безумные» идеи. Они полюбили друг друга и в 1990 г. поженились. Спустя несколько лет у них родилась дочь, у которой тоже проявились особенности с фазами сна. Чао-тин У предложила обоим пройти обследование; в результате у Чёрча и у их дочери диагностировали нарколепсию. Чёрч понял, что стандартное лечение может лишить его осознанных сновидений, и принял решение жить с симптомами расстройства. Он перестал водить машину и научился приемам, которые помогали сохранять бдительность, например стоя переносить вес с одной ноги на другую{142}.
Вдохновленный поддержкой семьи, способствовавшей его успехам, невзирая на особенности его организма, Чёрч стал бороться за воплощение в жизнь замыслов других людей. К началу 2000-х гг. вместе с огромным сообществом своих единомышленников они опубликовали сотни трудов, многие из которых составили основу современной синтетической биологии. В статье 2004 г., появившейся в журнале Nature, был поставлен вопрос об удешевлении синтеза ДНК и описан процесс печати нитей на микросхемах{143}. В 2009 г. Чёрч и его коллеги представили на страницах Nature эпохальное исследование – обоснование новой технологии, позволяющей одновременно анализировать миллионы геномных последовательностей{144}. В предыдущей главе мы говорили о синтезе артемизинина – важном научном достижении, на которое ушло около 25 млн долларов и почти 150 человеко-лет труда. Тогда речь шла о корректировке лишь нескольких десятков генов, а это далеко от задач синтеза целого организма. У Чёрча возникла идея ускорить процесс, заставив эволюцию работать в лабораторных условиях. Вместо написания идеальной ДНК с чистого листа он задумал устройство, которое, начав с наброска, автоматически разрабатывало бы множество вариантов, а затем выбирало бы из них лучшие.
Для этого он совместно с небольшой группой ученых создал в своей лаборатории специальную машину – устройство из роботов-манипуляторов, колб и пробирок, проводов и датчиков с управляющим всем этим компьютером. Первый опыт заключался в корректировке штамма кишечной палочки с целью получения большего количества ликопина – вещества, обеспечивающего красную окраску томатов. Результатом стали 15 млрд новых штаммов с генетическими изменениями; некоторые из них содержали ликопина в пять раз больше, чем исходные. Чёрч назвал этот подход мультиплексной автоматизированной геномной инженерией (MAGE). Это была эволюция, только в ускоренном режиме. Размышляя о практическом применении изобретения, он представлял, в частности, создание разного рода вариаций клеточных линий человека для исследований, с помощью которых ученые смогут, например, узнать, как мутации вызывают болезнь. Это позволило бы радикально изменить подход к медицине. Стволовые клетки с запрограммированной сопротивляемостью вирусам могли бы использоваться в клеточной терапии. Мы могли бы проектировать и выращивать новые органы из стволовых клеток с измененными геномами, делая их устойчивыми к заболеваниям. Теоретически у нас появилась бы возможность путем корректировки геномов и использования ЭКО для имплантации эмбрионов обеспечивать будущим младенцам устойчивость к воздействию вирусов.
Но, пожалуй, самое примечательное, что в 2012 г. Чёрч помог заложить основу для CRISPR[8] – краеугольной технологии генетического редактирования, позволяющей легко изменять последовательности ДНК и модифицировать функции генов. Спектр примеров применения CRISPR весьма широк – от исправления генетических дефектов до выведения растений с повышенной морозоустойчивостью и уничтожения патогенов. Чёрч и его бывший аспирант Фэн Чжан из Гарварда опубликовали в Science статьи, демонстрирующие использование технологии CRISPR для управления бактериальным ферментом Cas9 при необходимости точного разрезания ДНК в клетках человека. В основе этих трудов лежали сделанные ранее открытия микробиолога Эмманюэль Шарпантье и биохимика Дженнифер Дудны; Шарпантье в то время работала в Центре микробиологических исследований в Умео (Швеция), Дудна – в Калифорнийском университете в Беркли. Исследовательницы продемонстрировали использование ферментов, известных как CRISPR-ассоциированные белки, для эффективного разрезания и вставки ДНК{145}. В 2010-х гг. разработанная ими система вызвала золотую лихорадку, а в 2020 г. им присудили Нобелевскую премию по химии{146}. Это был первый случай вручения Нобелевской премии в области естественных наук команде, состоящей только из женщин. Чёрч, чьи заслуги не получили столь высокой оценки, не сетовал на то, что оказался в тени. В интервью он отметил: «Думаю, это прекрасный выбор… Они сделали ключевое открытие», – и похвалил Шарпантье и Дудну за работу{147}.
На протяжении последних двух десятилетий Чёрч также становился соучредителем в среднем одной компании в год, в основном для того, чтобы вывести из лаборатории в реальный мир своих самых перспективных научных сотрудников. Он зарегистрировал 60 патентов и обучил новое поколение специалистов в области генной инженерии, чья работа определяет завтрашний день планеты{148}. В середине 2000-х гг. ученый стал задумываться над тем, чтобы заново изобрести пластиковый стаканчик – без использования продуктов нефтехимии. По сути, Чёрч и его группа путем генетического перепрограммирования заставили микробов питаться сахаром и выделять полигидроксибутират – прочный биоразрушаемый материал, способный удерживать жидкость в течение короткого времени. Будучи идеальным вариантом посуды для торговых киосков, эти стаканчики, украшенные этикеткой с гордой надписью «Пластик на 100 % изготовлен из растительных материалов», в 2009 г. дебютировали во время антракта на представлении в Кеннеди-центре{149}.
Чёрч также один из основателей различных программ, например инициативы BRAIN, представляющей собой масштабные совместные усилия между организациями государственного и частного секторов – Национальным научным фондом, DARPA и другими структурами – в области изучения деятельности головного мозга. В 2005 г. он начал реализовывать проект «Персональный геном» – ныне это координационный и аналитический центр общедоступной информации о геноме, здоровье и признаках{150}. С его помощью видные представители научного сообщества{151} (среди них Эстер Дайсон, инвестор и филантроп, прошедшая предполетную подготовку в отряде космонавтов, Джон Халамка, декан технологического факультета Гарвардской медицинской школы, Розалинн Гилл, основатель компании Sciona, предоставляющей индивидуальные услуги здравоохранения, знаменитый психолог и писатель Стивен Пинкер и, конечно же, сам Чёрч{152}) сделали открытыми данные о своих геномах с целью содействия исследованиям формирующих нас генов и признаков, а также активизации диалога по проблеме транспарентности и конфиденциальности информации, когда дело касается генетических кодов конкретных людей{153}. Представьте, чем могло грозить размещение такими известными людьми своих генетических данных в открытом доступе! 10 геномов – не так уж много, но, несмотря на обезличенность данных, о том, кому они принадлежат, было объявлено публично. Не существовало никакого реального способа гарантировать абсолютную конфиденциальность. Знаменитости участвовали в проекте добровольно, потому что их попросил об этом лично Чёрч.
Вы, вероятно, уже поняли, что Чёрч блестящий, экстраординарный мыслитель и вдохновляющий наставник, возможно склонный браться одновременно за слишком большое для одного человека количество проектов. Иными словами, именно ему было бы по плечу создать технологию воскрешения вымерших животных, в частности шерстистого мамонта, исчезнувшего в эпоху плейстоцена – около 4000 лет назад.
А до того шерстистые мамонты тысячелетиями бродили по самым северным районам планеты. Представьте себе близкого родственника слона, только покрытого жесткой шерстью и слоями жира, защищающими этих животных от холода в последний ледниковый период, с длинными бивнями, которые помогали им добывать пищу. (По их подобию конструировались вымышленные существа банты из фильма «Звездные войны».) Точные причины исчезновения мамонтов неизвестны, однако исследователи видят их в сочетании таких факторов, как охота и первые температурные изменения, вызвавшие сокращение численности стад и уменьшение кормовых ресурсов.
Шерстистые мамонты были не только удивительными существами, но и ключевым биологическим видом, от которого зависело существование других видов и сохранение текущего порядка в экосистеме. Они вытаптывали землю, валили деревья и утрамбовывали снег в поисках сухой травы. Это непрерывное топтание в сочетании с низкими температурами помогало поддерживать стабильность многолетнемерзлых пород. Как только крупные травоядные, такие как мамонты, прекратили уплотнять снег и поедать высохшую траву, экосистема начала меняться: снег таял быстрее, что позволяло солнечным лучам добраться до вечномерзлого грунта. Раньше крупные животные заваливали и ломали деревья, закрывая ими снег. Без поваленных деревьев солнечные лучи падают прямо на слой вечной мерзлоты, который теперь тает с угрожающей скоростью, выпуская в атмосферу парниковые газы. Это создает порочный круг: повышение температуры усиливает таяние, при котором выбрасывается еще больше газов. Воскрешение шерстистого мамонта из мертвых и возрождение дикой природы в Канаде и России могло бы восстановить экосистему и, скажем прямо, обеспечить новую, суперсовременную защиту от экзистенциальных угроз, связанных с изменением климата.
Чёрч был не первым, кто замахнулся на решение проблемы вымирания. В 1996 г. появилась на свет овечка Долли, первое в мире клонированное млекопитающее{154}. Она дала надежду на возрождение вымерших животных с помощью техники, получившей название «перенос ядра»: ядро интактной клетки аккуратно извлекают и внедряют в яйцеклетку представителя того же или близкородственного биологического вида. Дальнейшая процедура аналогична ЭКО: гибридную яйцеклетку имплантируют в матку для вынашивания плода, который, если все идет хорошо, рождается живым и здоровым. В 2000 г. умер последний пиренейский козерог, представлявший один из подвидов дикого горного козла. Однако клетки этой последней особи заморозили в жидком азоте, а в 2003 г. посредством переноса ядра ученые успешно клонировали детеныша, хотя прожил он недолго – всего несколько минут{155}. С помощью этого метода можно временно вернуть к жизни вымерший вид, но лишь при наличии абсолютно интактных функциональных геномов, например если туша исключительно хорошо сохранилась в замороженном виде. Как оказалось, в Заполярье есть множество отличных образцов. Но и в этом случае клон может не выжить. У животных, исчезнувших с лица земли тысячелетия назад, скорее всего не будет генома, адаптированного к современным условиям окружающей среды.
Именно это подтолкнуло Чёрча к разработке иного подхода: начинать с совершенно интактной, здоровой клетки близкого биологического вида и работать в обратном направлении, используя генетические фрагменты из сохранившихся образцов{156}. Один из примеров тому странствующий голубь – вид, которого с 1914 г. больше нет на планете, хотя когда-то этих птиц было в Америке столько, что их стаи, пролетая по небу, закрывали солнце{157}. Странствующего голубя можно вернуть с помощью стволовых клеток его ныне живущего близкого родственника – сизого голубя. Это означает, что ген странствующего голубя можно внедрить в стволовые клетки, трансформировать в спермии, а затем ввести в яйцеклетки для развития эмбрионов. Результат: обычный голубь с рядом признаков странствующего голубя.
К этим идеям проявили живой интерес легенда мира технологий, создатель сборника статей «Каталог всей Земли» (Whole Earth Catalog) и первого онлайн-сервиса WELL Стюарт Бранд и специалист в области биотехнологий Райан Фелан (по совместительству жена Бранда). Бранд, Райан и Чёрч запустили проект по возрождению ключевых видов вымерших животных, в том числе странствующего голубя и шерстистого мамонта. Или, точнее, почти шерстистого мамонта, поскольку для его возрождения необходимо встроить гены животного вымершего вида в стволовые клетки современного индийского слона, его ближайшего родственника.
Идея возрождения вымерших видов получила распространение в 2013 г. во время специальной конференции TEDxDeExtinction, собравшей специалистов в области молекулярной биологии и охраны природы, а также журналистов для обсуждения перспектив возвращения к жизни шерстистых мамонтов, тасманийских волков и других животных. Бранд выступил с провокационной лекцией об утрате биоразнообразия и перспективах реанимирования вымерших животных по технологии Чёрча. Бранд использовал конференцию на платформе TED для старта проекта «Возрождение и восстановление» (Revive and Restore), который изучает причины вымирания и нацелен на сохранение биологического и генетического разнообразия и восстановления наших экосистем с помощью биотехнологий{158}.
Та лекция Бранда на платформе TED пользовалась бешеной популярностью{159}. И вызвала возмущение среди ученых, борцов за охрану природы и других людей, которых напугала перспектива возвращения к жизни давно исчезнувших существ. Речь шла не о клонировании, а о копировании чего-то, что когда-то было живым. Это в некоторой степени размывало четкую дихотомию между ныне живущими видами и вымершими. Кроме того, Чёрч дал понять, что его интересуют не только мамонты и голуби. Он также планировал поэкспериментировать с ДНК неандертальцев – не для того, чтобы реанимировать другой вид, а для того, чтобы усовершенствовать наш собственный{160}.
Возможно, вы, как и ученые в прежние времена, считаете неандертальцев примитивными недолюдьми, более грубыми и звероподобными версиями нас самих. Однако недавние исследования показали, что неандертальцы были высокоинтеллектуальными существами. Они создали хорошо организованную цивилизацию и как биологический вид достигли весьма значительных успехов, просуществовав 250 000 лет. (Считается, что возраст древнейших Homo sapiens составляет 300 000 лет.) Тела неандертальцев эффективно сохраняли тепло, что позволяло им выживать в неблагоприятных условиях. Они обладали не только невероятной физической силой (в этом расхожее мнение верно), но и прекрасно развитой мелкой моторикой. Создание нового неандертальца путем скрещивания Homo sapiens и Homo neanderthalensis могло бы привести к появлению людей более выносливого вида, способных лучше противостоять современным вызовам, связанным с изменением климата, погодными катаклизмами и миграцией в места, где условия окружающей среды резко отличаются от привычных.
Несколько геномов неандертальцев были секвенированы с использованием ДНК ископаемых останков, обнаруженных в Европе и Азии. Анализ и синтез генома по мелким фрагментам позволил бы ученым собрать правильную последовательность в стволовой клетке человека, что в теории может привести к созданию клона неандертальца. Вот как это объясняет сам Чёрч:
Начинать следует с генома стволовых клеток взрослого человека и шаг за шагом, применяя обратную генную инженерию, трансформировать его в геном неандертальца или достаточно близкий аналог. Эти стволовые клетки способны производить ткани и органы. Если общество свыкнется с мыслью о клонировании и увидит ценность в истинном человеческом разнообразии, то можно клонировать полную неандертальскую особь{161}.
Разумеется, будут и трудности. Так, в привычном рационе жителей западных стран много молочного и мучного, а также продуктов питания, подвергнутых глубокой переработке. Блюдо «Начо чиз доритос тaкo» из ресторана Taco Bell (если кто-то не в курсе, что это, представьте свернутую кукурузную лепешку, нафаршированную смесью дешевого мяса с острыми приправами и залитую сыром чеддер для склеивания) тяжело переварить даже самому закаленному желудку. Несмотря на всю выносливость неандертальцев, пара таких порций сразила бы наповал их самих и враз доконала бы их доисторические желудочно-кишечные тракты.
Но, возможно, нам стоило бы позаимствовать несколько неандертальских генов, чтобы слегка подправить собственную биологию. У неандертальцев не было целиакии – аллергии на глютен, которой подвержены некоторые из наших современников. Их иммунная система реагировала иначе, чем наша. Это могло бы помочь ученым понять, как бороться с аутоиммунными заболеваниями, такими как ревматоидный артрит, рассеянный склероз и болезнь Крона. Кости у неандертальцев были чрезвычайно крепкими, и мы могли бы позаимствовать у них гены, отвечающие за плотность костей, чтобы избавиться от остеопороза, которым страдают сотни миллионов женщин.
Если смешение неандертальских генов с нашими и имплантирование их в суррогатную мать напоминают вам фильм ужасов или мрачный научно-фантастический роман, то вы недалеки от истины. Вмешательство людей в великий Промысел Божий чаще всего приводит к катастрофе: вспомним «Остров доктора Моро» (The Island of Dr. Moreau, 1896) Герберта Уэллса, «О дивный новый мир» (Brave New World, 1931) Олдоса Хаксли, «Дюну» (Dune, 1965) Фрэнка Герберта, «Левую руку тьмы» (The Left Hand of Darkness, 1969) Урсулы Ле Гуин, «Испанских нищих» (Beggars in Spain, 1991) Нэнси Кресс, «Измененный углерод» (Altered Carbon, 2002) Ричарда Моргана… Эта мысль красной нитью проходит в «Звездном пути» и марвеловской серии фильмов «Люди Икс», где злодей Магнето вынашивает план заставить Homo sapiens поклоняться Home superior.
Как показывает история, ни науке, ни обществу не нравится, когда люди изображают из себя богов или пытаются решать проблемы, возомнив себя богами. Мэри Шелли сочинила историю о монстре – заметьте, не настоящем, – которая настолько подрывала сложившиеся представления, что автор боялась за своих детей: правительство могло их отобрать, узнав, что это она написала скандальное произведение. После успешного клонирования овечки Долли по всему миру собирали экстренные совещания и пресс-конференции. Практически никто не понял, что смысл проекта заключался в углублении наших знаний о том, как меняются клетки в процессе развития. Между тем реакция оказалась стремительной и крайне негативной. Доктор Рональд Мансон, специалист по медицинской этике из Сент-Луисского университета (штат Миссури), в интервью газете The New York Times заявил, что «джинна выпустили из бутылки». «И что дальше? – вопрошал он. – Клонируют Иисуса, взяв с креста каплю крови?»{162} Профессор Джордж Аннас, заведующий кафедрой медицинского права в Школе общественного здравоохранения Бостонского университета, наставлял сообщество биологов и генетиков: «Правильная реакция – это ужас и отвращение, – сказал он, утверждая, что следующим логическим шагом станет полномасштабное клонирование человека. – У родителей нет права брать у ребенка клетки для создания его копии. Принципиальный протест общественности против клонирования человека верен»{163}. Церковь Шотландии направила официальное обращение в ООН с призывом наложить запрет на клонирование. Цитируя Послание Иеремии 1:4‒5 в Ветхом Завете, церковь настаивала, что человечество не может заменить Бога: «И было ко мне слово Господне: „Прежде чем Я образовал тебя во чреве, Я уже знал тебя, прежде чем ты вышел из утробы, Я избрал тебя“»{164}. Тогдашний президент Билл Клинтон провел пресс-конференцию, показанную по телевидению, на которой объявил о новом запрете на выделение федеральных средств на любые исследовательские проекты, связанные с клонированием человека{165}.
Опрос CNN/Time, опубликованный 1 марта 1997 г., показал, что у большинства американцев сложилось определенное мнение относительно переноса ядра – одной из форм клонирования, хотя довольно сложно представить, чтобы до появления Долли они вообще задумывались о клонировании или об этой технологии{166}. Треть респондентов заявили, что их настолько тревожит само существование Долли, что они присоединились бы к общественным демонстрациям и протестам. Между тем за почти четверть века, прошедшие после появления Долли, мы приобрели ценные знания, новые биотехнологии и более глубокое понимание того, как устроена жизнь. И дьявольские овцы вроде бы пока не заполонили планету. Благодаря Долли ученые научились клонировать стволовые клетки взрослого организма, что привело к созданию искусственных индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), которые можно использовать в медицинских исследованиях. Это снизило потребность в эмбрионах, которая уже давно вызывает у многих озабоченность этического порядка. Исследователи изучили процесс старения: впервые удалось перепрограммировать клетки взрослого организма и заставить их работать так, будто они вновь принадлежат молодому организму. Это открыло путь к разнообразным новым методам лечения людей, основанным на стволовых клетках: если лекарство получено из собственного генетического кода, то не случится его отторжения вследствие изменения иммунной системы. Ныне существует несколько видов восстановительной терапии для лечения заболеваний крови (таких, как лейкемия, лимфома, плазмоцитома) и других дегенеративных состояний, например сердечной недостаточности.
Наши взгляды и представления меняются медленно, и это неудивительно: на наше мышление влияют накопленные за много веков труды ученых и глубоко укоренившиеся общественные ценности. Прорывные научные открытия, как правило, случаются неожиданно, поэтому мы зачастую испытываем шок, растерянность и даже тревогу, когда слышим новости, разрушающие наши привычные модели мышления. Иногда такое случается и в самом академическом сообществе. Взгляды Чёрча на возрождение вымерших биологических видов получали все более широкое распространение, и в 2013 г. редакционный совет журнала Scientific American выступил с резкой отповедью. Основной упор в ней делался на том, что деньги, потраченные на данную экспериментальную технологию, лучше было бы направить на традиционные природоохранные мероприятия{167}. В ответ Чёрч написал собственную статью в Scientific American, в которой со свойственной ему невозмутимостью объяснил, что возвращение к жизни и его проект не преследуют цель создавать «идеальные живые копии вымерших организмов или показывать фокусы в лабораториях или зоопарках». Смысл в том, писал он, чтобы понять, как нам адаптировать существующие экосистемы к вызванным деятельностью человека изменениям окружающей среды, чтобы обеспечить собственное выживание{168}.
В декабре 2020 г. Чёрч с группой исследователей из Гарварда продвигался к своей грандиозной цели. Хотя геном индийского слона примерно на 99,96 % аналогичен геному шерстистого мамонта, оставшиеся 0,04 % составляют 1,4 млн различий в ДНК. Большая их часть не играет существенной роли, однако на момент написания этой книги команда Чёрча выявила 1642 значимых гена и работа продолжается: ученые старательно, поштучно, моделируют, испытывают и корректируют выращенные в лаборатории клетки, чтобы создать правильную генетическую последовательность для выживания мамонтоподобного индийского слона. Их цель – получить основу в виде обычного слона, у которого при этом должна быть густая шерсть мамонта и такой же, как у мамонта, гемоглобин, уникальным образом адаптированный к холодам. Как и мамонт, слон должен иметь жировые прослойки и обладать другими существенными отличиями; например, его клеточные мембраны должны пропускать ионы натрия, что позволит лучше приспособиться к суровым зимним условиям{169}. Правильно подобрав комбинации характеристик, ученые смогут приступить к внедрению этих генов в стволовые клетки и в итоге получить живых «почти» мамонтов.
В случае их успешного воссоздания шерстистые мамонты XXI столетия будут жить в месте, подобном описанному Майклом Крайтоном парку, только названном в честь плейстоценового, а не юрского, периода. Существует реальный Плейстоценовый парк – это заказник в Сибири, в котором проведено экспериментальное восстановление дикой природы и заселение якутскими лошадьми, лосями, зубрами, яками и другими местными видами после многих лет индустриализации, приведшей к резкому сокращению популяций этих животных{170}. Модифицированные мамонты могли бы наглядно показать, действительно ли звери-тяжеловесы, утаптывающие снег и вечномерзлые породы, помогут с решением наших климатических проблем.
Может показаться, что возвращение к жизни и восстановление диких особей этих зверей приведет к тому, что человек еще решительней, чем когда-либо прежде, будет мнить себя Творцом. В действительности же роль Творца мы играем на протяжении тысячелетий. Реальная проблема заключается в том, что мы из рук вон плохо справляемся с этой ролью.
В 1400-х годах, когда европейцы занялись мореплаванием в Атлантике, люди начали планомерно менять окружающую среду. Первопроходцы не только открывали «новые миры» (точнее, новые для европейцев), они также передавали людям, с которыми сталкивались, свои местные растения, животных и болезни. В 1492 г. Христофор Колумб высадился на территории современной Доминиканской Республики. Годом позже он вернулся, привезя с собой 1500 человек, десятки семян и черенков растений (пшеницы, ячменя, лука, огурцов, дынь, оливок и винограда), сотни лошадей, бычков мясных пород и свиней. Это стало началом так называемого Колумбова обмена[9]: множество организмов пересекали океан и пытались выживать в новых местах обитания. Как бы странно это ни звучало сегодня, но до Колумбова обмена стручковый перец, родина которого – Бразилия, еще не был неотъемлемым элементом острых индийских блюд, а ирландцам еще не был знаком вкус картофеля. До XVI в. в Африке не было арахиса, в Северной Америке пшеницы, а в Италии – помидоров. Колумбов обмен коренным образом изменил сельское хозяйство, рацион питания людей и животных, а также кардинально реорганизовал жизнь и культуру{171}.
Однако, когда европейцы высаживались на незнакомые земли, они привозили с собой также и опасные патогенные организмы, к которым у местных жителей не было естественного иммунитета. С каждым вновь прибывшим европейским кораблем возникала новая волна инфекций: оспы, пневмонии, скарлатины, малярии, желтой лихорадки, кори, коклюша, тифа и риновирусов. По данным демографа Ноубла Кука, эти новые болезни убили 80 % всего коренного населения и уничтожили огромные популяции животных и растений. (Не обошли они и Колумба со многими его соотечественниками{172}.)
Этот обмен обусловил создание мировой экономической системы. Его апокалиптические последствия ныне вредят жизни человечества так, как и представить себе не могли мореплаватели сотни лет назад. Распространение болезней, преобразование земель под сельское хозяйство производственных масштабов, звероловный промысел, многовековая добыча полезных ископаемых и загрязнение среды в результате использования глобальных торговых путей положили начало процессу утраты биологического разнообразия и климатическим изменениям, с которыми мы теперь сталкиваемся.
За период с 2000 по 2019 г. в мире произошло 7348 масштабных стихийных бедствий, причиной многих из которых стало изменение климата{173}. Произошло вдвое больше крупных наводнений. Количество штормов, ведущих к значительному материальному ущербу, увеличилось на 40 %. Во время лесных пожаров 2019‒2020 гг. в Австралии произошел выброс в атмосферу такого объема пепла и взвесей, что они препятствовали проникновению солнечного света и послужили причиной наступления своего рода ледникового периода в миниатюре: по данным метеорологов, температура на Земле временно снизилась на долю градуса (точные данные пока не установлены). Пирокумулятивные облака – огненные грозовые тучи – запустили собственные ветры, а в результате возникли опасные вихри в других странах. На сегодняшний день совокупный экономический ущерб от лесных пожаров в мире составил 2,97 трлн долларов{174}.
Согласно оценкам, к 2100 г. в городах мира станет теплее на 4,4 градуса по Цельсию. Возможно, для вас это не катастрофа, если в вашем доме хорошая система климатического контроля и хорошая циркуляция воздуха. Но, например, в городских агломерациях Парижа и Лондона, где проживает 25 млн человек, есть много старых зданий, не оборудованных трубами охлаждения, установить кондиционеры там невозможно, и несколько дней летнего зноя приводят к серьезным проблемам для жизни. Перегреваясь, организм перенаправляет кровь не к своим органам, как обычно, а к коже, пытаясь ее охладить. При длительной экстремальной жаре этот процесс не прекращается, и недостаточный приток крови к органам ведет к их остановке. А при одновременной жаре и повышенной влажности отключается нормальный биологический процесс вашего тела – потоотделение. Ученые из Гавайского университета в Маноа определили 27 разных способов, которыми аномальная жара убивает даже самых здоровых людей{175}. Наша нынешняя климатическая траектория ведет к тому, что в 2100 г. большинство людей будут регулярно подвергаться воздействию смертоносной жары.
Следует также учесть, что в ближайшие несколько десятилетий ожидается увеличение численности населения Земли с 7,7 до 9,7 млрд человек. Даже если бы перед нами не стояла задача борьбы с последствиями изменения климата для сельского хозяйства, прокормить дополнительные 2 млрд человек мы не в состоянии. В основном эти прогнозы по росту населения относятся к Индии, где воду для орошения приблизительно 10 % растительной сельхозпродукции берут из стремительно истощающихся невозобновляемых подземных источников. То же самое касается Калифорнийской долины, северо-восточных районов Китая и Пакистана. Это крупные районы производства зерновых, хлопка, фуража и риса – культур, определяющих нашу жизнь и экономику. Несмотря на все достижения в области сельского хозяйства, около 80 % мирового урожая растительных культур зависит от наличия дождевой воды, так что земледелие по-прежнему требует предсказуемых погодных условий. Экстремальное выпадение осадков наносит серьезный ущерб мировым поставкам продовольствия. Если взять эмпирические исследования, касающиеся изменения климата, роста населения и экстремальных погодных явлений, и продлить их векторы до логического вывода, станет ясно, что нынешние эволюционные тенденции Земли в лучшем случае приведут к большому количеству смертей, которых можно было избежать, а в худшем – к всемирному голоду и хаосу.
Кроме того, резко сократилось биоразнообразие нашей планеты. На долю общей биомассы человечества приходится менее 0,01 % всего живого на Земле, то есть мы – это менее одной сотой части живых организмов, и при этом из-за нас уничтожено 83 % видов животных. В 2019 г. Межправительственная научно-политическая платформа ООН по биоразнообразию и экосистемным услугам опубликовала пессимистические данные: опасность уничтожения грозила миллиону видов животных и растений. Не одному миллиону кроликов или одному миллиону нарциссов, а одному миллиону видов. Их погубили{176}.
Этот мир создан нами не по разумному плану или обдуманному проекту, а путем легкомысленных маневров: мы веками принимали решения и осуществляли действия, которые до сих пор влекут за собой непредсказуемые последствия. В качестве небольшого примера приведем изменение ландшафта и фауны на юго-востоке США в результате повышения уровня моря, что создало идеальные условия для малоприметного пурпурного болотного краба (Sesarma reticulatrum). Его популяция резко увеличилась, и он стал питаться спартиной – обильно растущей местной травой, во многом благодаря которой сохраняются прибрежные болота. Теперь бывшие сплошные луга дробятся на части, расширяются приливные каналы{177}. А значит, в местных водоемах увеличивается объем отложений, во время сильных штормов чаще случаются наводнения, остается меньше мест для занятий водными видами спорта и участков, пригодных для промыслового рыболовства. Нанесенный этими крабами вред уже заметен из космоса. Кроме того, из-за них ученые были вынуждены изменить иерархию экосистемы: теперь крабы Sesarma считаются одним из ключевых биологических видов.
Настало время (фактически уже давно) приступать к исследованию других случаев, которые противоречат нашим прежним убеждениям и требуют, чтобы мы оценивали риск объективно, без эмоций. Каким образом в этом может помочь синтетическая биология? Вот лишь два примера.
Усовершенствование человека. Мы занимаемся этим давно, но не используем слово «усовершенствование». Люди рождаются с уязвимостью к определенным вирусам, среди которых ротавирус, гепатит B, полиомиелит, пневмония, гемофильная инфекция типа b, гепатит A, ветряная оспа, корь, паротит и краснуха, а также дифтерия, столбняк и ацеллюлярный коклюш. В США большинство детей усовершенствуют – посредством вакцин – в течение первого года жизни. Взрослые ежегодно делают прививку от гриппа, а в 50 лет вакцинируются от опоясывающего лишая. В начале 2021 г. все мы с нетерпением ждали самого важного усовершенствования в нашей жизни – вакцины против COVID-19.
Что может произойти дальше? Взяв пример с Чёрча, мы можем разработать инструменты, которые позволят улучшить качество жизни нейроотличным людям. Когда Эми было за тридцать, у нее диагностировали обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР). Клинический диагноз подтвердил заболевание, которое она давно у себя подозревала. У нее проявлялись все симптомы этого состояния: она в уме пересчитывала шаги, не могла избавиться от мысленного перестраивания статистических моделей, на работу обязательно шла по одному и тому же маршруту, не отступая от него ни на шаг. Эти навязчивые мысли и действия порой вынуждали ее изолироваться от окружающих, но также наделяли ее почти сверхчеловеческой выносливостью: она могла концентрировать внимание и работать над сложными проблемами днями, без перерыва. ОКР возникает в результате нарушения серотонином связи между передними отделами головного мозга и его более глубокими структурами. Лечение включает терапию медикаментами, нормализующими уровень серотонина, и когнитивно-поведенческую терапию – вид психотерапии, которая со временем перестраивает нейротрансмиттеры. Ингибитор обратного захвата серотонина помог бы Эми избавиться от зацикливания, но вместе с тем снизил бы ее творческие способности и напористость. Никакого реостата – возможности повышать или понижать уровень серотонина по мере необходимости – не предусматривалось. Эми выбрала когнитивно-поведенческую терапию, однако она часто задумывается о репрессиляторе Энди и Найта, который позволил бы ей пользоваться преимуществами ОКР, когда это потребуется. Оно было бы скорее функцией, а не ошибкой в ее системе.
Усовершенствования в сельском хозяйстве. Миндаль – замечательный продукт, вкусный, питательный, пригодный для употребления в разных видах. Но, как известно, это очень влаголюбивая культура. Геном миндального дерева секвенировали в 2019 г.; его можно изменить так, чтобы для выращивания требовалось меньше воды, чтобы деревья давали вдвое больше орехов и росли компактными, а не раскидистыми{178}.
Тогда миндаль можно было бы выращивать совсем по-другому. Почти все наши продукты питания растут вне помещений, и у нас нет возможности контролировать погоду. Генетическое редактирование, специальные микроорганизмы и высокоточные сельскохозяйственные системы на основе искусственного интеллекта и робототехники позволяют осваивать альтернативные способы производства, такие как вертикальные фермы, в которых культурные растения выращиваются в несколько ярусов внутри огромных закрытых помещений. Вместо солнца работают светодиоды, а датчики и системы искусственного интеллекта следят за увлажнением и поступлением питательных веществ, регулируя их уровни по мере необходимости. Вдоль рядов со стручковым горошком, чесноком, шпинатом и салатом движутся роботы. Урожайность при таких операциях, как правило, в 10‒20 раз выше, чем в традиционных фермерских хозяйствах, а затраты гораздо меньше.
Мы в силах грамотно спланировать следующий этап нашей эволюции (по сути, иного выбора у нас скоро может не остаться), но лишь в том случае, если готовы пересмотреть наши давние представления о творении и Творце. Сегодня некоторые религиозные деятели и сообщества верующих считают, что синтетическая биология, как и другие науки и технологии, – это пример роста и прогресса человеческого потенциала и что Божья миссия подразумевает преобразование и обновление мироздания. Борьба с болезнями, голодом и смертью – важный аспект деятельности многих религий. Синтетическая биология – естественное проявление этого прогресса.
Доктор Фрэнсис Коллинз, в недавнем прошлом директор Национальных институтов здравоохранения, является убежденным христианином. Из-под его пера вышли бестселлеры о взаимоотношениях науки и религии: «Доказательство Бога» (The Language of God), в которой он приводит научные аргументы в пользу существования Бога, и «Убеждение: Чтения о причинах религиозной веры» (Belief: Readings on the Reason For Faith), где исследуются тайны Бога и веры. Как Джордж Чёрч и Крейг Вентер, Коллинз первопроходец в генетике, внесший значительный вклад в развитие этой области. Когда в 2009 г. президент Обама назначил его директором NIH, он возглавил деятельность 20 000 ученых и сотрудников, 325 000 сторонних исследователей и 27 институтов и исследовательских центров{179}. Находясь на этом посту, Коллинз обеспечил возможность проведения и поддержку исследований стволовых клеток, невзирая на возражения многих разделявших его веру и, более того, даже несмотря на собственные сомнения, связанные с религиозными убеждениями. Занимавший эту должность в периоды президентства Обамы и Трампа и остававшийся на ней при президенте Байдене, Коллинз продолжает отстаивать идею редактирования генов.
Если, следуя примеру Коллинза, мы посмотрим на альтернативное будущее без предубеждений, отринув эмоции, то у нас найдется место и для Бога, и для изменения генома. Если, следуя примеру Чёрча, мы дадим своему разуму возможность плодотворно мыслить, то нас ждет новый мир. Мир с новой биоэкономикой, инновационными научными решениями острых проблем и бесчисленными рациональными способами неуклонного улучшения жизни – и даже ее спасения.