На прошлой неделе американская корпорация «Монсанто» (Monsanto), занимающая лидирующие позиции на мировом рынке генно-модифицированных организмов (ГМО), объявила о заключении лицензионного соглашения с Институтом Броада (BroadInstitute), Кембридж, США, на коммерческое использование в сельском хозяйстве передовой технологии редактирования генов CRISPR/Cas9.

Механизм «генного удара» при прогрессе технологии CRISPR/Cas9 может быть применен в качестве генетического оружия массового уничтожения

В этой связи некоторые эксперты даже заговорили о скором отказе «Монсанто» от «традиционных» ГМО в пользу якобы более безопасных и ничем не отличающихся от натуральных «генетически отредактированных организмов».

Давайте поговорим подробнее об этой технологии, вызывающей у сторонников ГМО столько энтузиазма и позиционируемой ими как едва ли не панацея от всех человеческих бед. А заодно познакомимся с некоторыми аспектами CRISPR/Cas9, о которых представители биотехнологического лобби предпочитают умалчивать.

Однако начнем все-таки с «Монсанто». Во-первых, в распространенном ею пресс-релизе от 22 сентября 2016 года сообщается, что технология CRISPR/Cas9 будет использоваться в качестве дополнения к уже применяемым методам генной модификации. Поэтому ни о каком отказе «Монсанто» от ГМО речь не идет.

Во-вторых, лицензионное соглашение американской корпорации с Институтом Броада является далеко не первым. В начале текущего года компания уже получила аналогичные разрешения на использование технологий генного редактирования от других исследовательских структур, в частности немецкой фирмы «Ноумэд БайосайенсГмбх» (Nomad Bioscience GmbH) и израильской «Таргет Джин Байотекнолоджис Лтд» (Target Gene Biotechnologies Ltd).

Поэтому в данном случае вопрос о смене стратегического курса «Монсанто» не стоит. Скорее наоборот, мы имеем дело с его очень последовательной реализацией.

Так что же такое CRISPR? Это иммунная система бактерий, обеспечивающая их защиту от вирусов. Дословно данный акроним расшифровывается как «короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами» (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). С тем чтобы не утонуть в научной терминологии, предлагаю прибегнуть к помощи метафор.

Механизм CRISPR состоит из двух ключевых компонентов – «генного скальпеля» (белка Cas9), способного вырезать определенные фрагменты ДНК, и «генного навигатора» (направляющих РНК), наводящего «генный скальпель» именно на тот фрагмент ДНК, который требуется вырезать.

Когда известный вирус проникает в клетку бактерии, то он идентифицируется направляющими РНК по фрагменту ДНК и удаляется белками Cas9. Если же бактерия сталкивается с ранее незнакомым вирусом, то она начинает вырезать различные участки ДНК из чужого генома и добавлять их в собственный «банк данных». Так формируется адаптивный иммунитет, помогающий бактериям распознавать все больше вирусов и бороться с инфекциями. Наиболее востребованные фрагменты ДНК вирусов остаются в ДНК бактерии и передаются «потомкам».

Теперь уже совсем не сложно представить, как работает технология генного редактирования CRISPR/Cas9. Если целенаправленно «загрузить» в «генный навигатор» искусственно сконструированную РНК с заданными параметрами, то «генный скальпель» (Cas9) можно направить фактически на любой участок ДНК. Таким образом, ученым открывается революционная перспектива редактирования (изменения, удаления, замены) генов всех живых организмов, включая человека.

Американский журнал «Нью-Йоркер» (The New Yorker) в статье, посвященной технологии CRISPR/Cas9, в ноябре 2015 года красноречиво окрестил ее создателя – американского ученого из Института Броада Фэн Чжана (Feng Zhang) – «генным хакером».

Джон МакФадден (Johnjoe McFadden), профессор молекулярной генетики из Университета Суррея (University of Surrey), Англия, автор книги «Жизнь на острие: приход эры квантовой биологии» (Life on the Edge: the Coming of Age of Quantum Biology), назвал редактирование генов «игрой в Бога».

Вы помните ретрофутуристическую антиутопию «Гаттака» (Gattaca, 1997 год) с Умой Турман в одной из главных ролей? В фильме описывается будущее, в котором люди научились искусственным образом «редактировать» генетические свойства еще не рожденных детей. В результате это привело к формированию общества, основанного на генетической сегрегации, и новым, ранее невиданным формам неравенства и подавления.

Так вот, после изобретения CRISPR/Cas9 можно говорить о том, что по большому счету эра «Гаттаки» уже наступила. Сегодня множество лабораторий по всему миру активно экспериментируют с появившимися возможностями по редактированию генов.

В феврале 2016 года правительство Великобритании разрешило ученым изменять ДНК человеческих эмбрионов в исследовательских целях с помощью инструмента CRISPR/Cas9. Все «экспериментальные образцы» должны уничтожаться через 14 дней, так что пока прямой угрозы появления «генно-отредактированных людей» нет. Однако мы все хорошо понимаем, куда ведет этот процесс...

Вновь вернемся к лицензии, полученной «Монсанто» от Института Броада. Как следует из разъяснений упомянутой исследовательской организации, соглашение с «Монсанто» содержит ряд принципиальных ограничений.

Одно из них – это запрет на использование CRISPR/Cas9 для создания «стерильных» семян (или «семян-терминаторов»), не способных к естественному воспроизводству, с целью принуждения фермеров ежегодно закупать их у корпорации.

Другое – недопустимость использования CRISPR/Cas9 для запуска механизмов так называемого генного драйва, или генного удара (genedrive). Как известно, при естественных генетических изменениях для их распространения в рамках вида требуется продолжительное время.

Это связано с тем, что мутация, расположенная на одной хромосоме из пары, наследуется только половиной потомков. Но «генный удар», создаваемый благодаря технологии CRISPR/Cas9, позволяет многократно увеличить скорость распространения изменений, одновременно делая этот процесс практически неконтролируемым.

Хрестоматийный пример. Мы хотим избавиться от малярийных комаров, для чего редактируем ген, отвечающий за уменьшение потомства, и наносим «генный удар». В таком случае популяция, несущая в себе различных малярийных паразитов, могла бы быть уничтожена вместе с самими паразитами и непредсказуемыми последствиями для экосистемы в целом.

Запущенные подобным образом мутации уже не остановить. Самый настоящий ящик Пандоры.

Сценарий планетарной катастрофы вследствие неконтролируемого распространения генных мутаций, описанный в дилогии Сергея Тармашева «Наследие», становится более реалистичным, если принять во внимание возможные негативные последствия глобального «генного удара». Кроме того, сюжет геноцида человечества с использованием CRISPR/Cas9 обыгрывается в новом сезоне популярного сериала «Секретные материалы» (X-Files).

Не слишком ли много воображаемого из литературы и кинематографа, спросите вы? К сожалению, не слишком.

Директор Национальной разведки США Джеймс Клэппер (James R. Clapper) в своем выступлении 9 февраля 2016 года перед комитетом Сената по вооруженным силам заявил, что прорывные научные открытия в области редактирования генов позволяют рассматривать эту технологию в качестве ОМУ.

По его словам, «принимая во внимание широкое распространение, низкую стоимость и высокие темпы развития этой технологии двойного назначения, ее умышленное или неправильное использование может привести к далеко идущим последствиям в сфере экономики и национальной безопасности». В этой связи особую озабоченность ведущих американских и европейских биологов вызывает механизм «генного удара».

Но там, где США видят угрозу, там же обычно они ищут для себя и новые возможности. Поэтому совсем не вызывает удивления то, что научные исследования в области редактирования генов финансируются в том числе и из бюджета Агентства передовых оборонных исследовательских проектов (Defense Advanced Research Projects Agency, сокр. DARPA). Иными словами, гены, наряду с сушей, морем, воздухом, космосом и киберпространством, становятся еще одной средой, в которой будут вестись войны будущего. А может быть, уже ведутся войны настоящего?

Безусловно, российская наука должна заниматься исследованиями в области генной инженерии и биоинформатики, в том числе для понимания происходящих в мире процессов и создания инструментов обеспечения генетической безопасности населения России. Вместе с тем торопиться с коммерциализацией технологии CRISPR/Cas9 не стоит. До тех пор, пока у нас не будет глубокого понимания всех сопутствующих рисков, оборот «генетически отредактированных организмов» в нашей стране должен быть запрещен наравне с ГМО.