Биоинженеры боятся открыть «ящик Пандоры»
Мы стоим на пороге необычайного прорыва в области синтетической биологии. CRISPR-Cas9, технология редактирования генома, открытая в 2014 году, находится на передовой этого прорыва. Нам обещают решить проблемы с питанием, болезнями, генетикой и — что самое интересное — модифицировать человеческий геном в лучшую сторону. Сделать нас лучше, быстрее, сильнее, умнее: это шанс переделать нас быстрее, чем опомнится естественный отбор и эволюция.
Конечно, многие эксперты предупреждают об опасности этих новых возможностей. Огромный поток денег вливается в биотехнологические стартапы, и гонка к первенству может срезать острые углы. В 2017 году ученые воскресили вымерший штамм смертельного лошадиного вируса. CRISPR может помочь в создании тайного биологического оружия, например оспы, либо усовершенствовать уже существующие болезни, например Эбола, превратив их в кошмар для эпидемиологов.
С такими прорывами, которые кажутся научной фантастикой, задача отличить шумиху от реальности может показаться непосильной. Но это нужно делать, особенно людям, далеким от науки. Как реально оценить потенциальные риски и выгоды? Новое исследование, проведенное учеными из США и Великобритании, недавно опубликованное в eLifeSciences, проливает свет по меньшей мере на 20 проблем, связанных с биоинженерией.
Исследователи разобрали 20 направлений развития в разных временных горизонтах: следующие пять лет, следующие десять лет и больше десяти лет. В ближайшие пять лет ожидается прорыв в искусственном фотосинтезе. Поскольку растения могут превращать углекислый газ в топливо, искусственный фотосинтез может иметь решающее значение для энергетического кризиса и борьбы с изменением климата. Хотя любая схема по удалению углекислого газа в борьбе климата будет огромной, недавние исследования показали, что искусственный фотосинтез может снижать уровень CO2 эффективнее растений и преобразовывать его в метанол для топлива.
У нас заканчивается сельскохозяйственная земля, поскольку население мира продолжает расти; чтобы прокормить мир, нужна новая Зеленая революция. Ответом будет улучшение природного фотосинтеза посредством генетической модификации, как ген C4 был активирован в рисе. С его помощью урожай риса вырос на 50%, а поскольку рис это колоссальный источник калорий, это очень мощный прорыв.
Исследователи также ожидают, что в ближайшие пять лет начнется несколько серьезных споров. Первый касается этики генных манипуляций, которые приводят к появлению популяции с новыми характеристиками. Среди насекомых вроде комаров эти гены распространяются очень быстро, а люди планируют использовать их, чтобы сделать комаров бесплодными. Это может нанести ущерб экосистемам и привести к непреднамеренным последствиям. Сможем ли мы найти способ отменить решение, связанное с редактированием генов, пока оно не распространится на целые поколения? Скептики сомневаются.
Еще один спор развернется в ближайшие пять лет: насколько удобно будет редактировать геном человека? Ученые отмечают, что наша способность редактировать геном человека превзошла наше понимание функций этих генов. Предыдущие исследования по сути изучали статистические корреляции между генетическими условиями и наследованием определенных генов. Возможно, осторожное редактирование позволит нам проводить эксперименты, которые откроют нам тайны нашей собственной ДНК; в конце концов, мы научились избавлять мышей от болезни Хантингтона.
Но так случилось, что эксперименты с людьми влекут за собой уникальный набор этических проблем, и ученые отмечают, что мировые правительства не особо спешат с ними разбираться — а Китай и вовсе пренебрегает.
В среднесрочной перспективе ученые обеспокоены появлением все более сложных методов биоинженерии. Возможно, через пять-десять лет мы сможем создавать целые органы на замену, экспериментируя с генами. За последние несколько лет инженерия тканей уже научилась создавать или выращивать мочевые пузыри, тазобедренные суставы, влагалища, трахею, вены, артерии, уши, кожу, мениск колена и заплатки на сердце.
Ремонт сломанного сердца может звучать как идеальное использование биотехнологий, и поскольку испытания на животных не прекращаются и демонстрируют, что созданные ткани можно весьма успешно имплантировать, эта перспектива более чем реальна. Однако вряд ли это будет дешево. Кроме того, не усугубит ли это уже имеющийся разрыв в здравоохранении, когда богатые люди смогут продлевать себе жизнь за счет замены органов, а остальные нет?