Ученые-биологи впервые в истории науки сумели превратить одну бактерию в другую. Американские ученые взяли полный набор генов - геном - одной бактериальной клетки и пересадили его бактерии близкородственного вида. Эта клетка в лаборатории начала расти и делиться, в конце концов превратившись в бактерию исходного вида. Следующим шагом, как пообещали ученые, станет уже прямое создание искусственной формы жизни. Ученые попытаются создать микроорганизм с минимальным набором генов, необходимых для поддержания жизни. Дальнейшая задача - начать оснащать его различными полезными генами.

Эксперимент по "пересадке" генома провели биолог Крэн Вентер, участвовавший в анализе человеческого генома, и его коллега, лауреат Нобелевской премии Гамильтон Смит. Научный прорыв произошел в Институте Дж. Крэна Вентера в Роквилле (штат Мэриленд). Для отработки метода переноса целого генома в живую клетку ученые выбрали самую простую и маленькую разновидность - бактерию. В общей сложности из миллионов бактерий, которым ученые пытались пересадить геном, успешно завершалась лишь одна попытка на 150 тысяч.

Вообще говоря, перемещение генов ученые осуществляли еще с 1970-х годов. Но это первый случай, когда был единовременно пересажен весь "комплекс инструкций", насчитывающий более миллиона нуклеотидов, и таким образом бактерия одного вида превратилась в бактерию другого вида. Крэн Вентер образно описал этот процесс как "превращение компьютера "Макинтош" в PC за счет инсталляции одной новой программы" и подчеркнул, что в применении к другим типам клеток процесс будет более трудоемким, так как в них имеются ферменты, разрушающие ДНК "оккупантов". У бактерий же они отсутствуют.

Однако создание живых клеток из искусственных геномов, состоящих из ДНК лабораторного производства, требует разработки методов перемещения целых геномов и манипуляций с ними. Основой для создания нового организма станет одноклеточное существо под названием Mycoplasma genitalium. Эти бактерии живут в мочеполовой системе человека, и у них - самый простой из известных ученым геномов. Для жизни Mycoplasma genitalium нуждаются лишь в 300-400 генах. Ученые намерены заменить все гены Mycoplasma genitalium искусственными. Если у них все получится, то новый организм обретет способность делиться и произведет на свет новое поколение себе подобных.

К слову, в начале 2007-го американские ученые уже создали синтетический вирус. Но тогда многие не согласились с тем, что их творение можно считать полноценным живым организмом - вирусы являются паразитами и не могут существовать без клеток-хозяев. Да и собственного обмена веществ у них нет.

Однако, когда речь заходит о создании искусственной жизни, возникает неизбежный вопрос: имеет ли право человек "уподоблять себя Богу", самостоятельно творя жизнь. Не случайно же у людей недостаточно образованных подобные эксперименты вызывают просто-таки религиозный, мистический страх.

В то же время, область практического применения искусственных микробов необычайно широка. Например, можно было бы вывести микроорганизмы, которые съедали бы раковые клетки. Или использовать их в качестве "зеленого" топлива взамен нефти и угля, для переработки токсических отходов или абсорбции углекислого газа и других парниковых либо токсических газов из атмосферы, очистки морей и океанов. Но, разумеется, новую технологию можно использовать и для создания биологического оружия - например, убивающего по расовому признаку. К тому же в любом случае искусственный организм рано или поздно окажется за пределами лаборатории. Предсказать, как он поведет себя в природе, практически невозможно.

Приверженцев всех этих опасений доктор Вентер и его коллега успокаивают тем, что они намерены опубликовать далеко не все сведения о том, как именно они собираются создать новое живое существо и каким будет набор его генов. Они обещают также сделать все для того, чтобы новый микроб был безопасен для человека, животных и растений. По словам генетиков, искусственные микробы погибнут, как только окажутся за пределами лаборатории, так как у них нет природных механизмов выживания.

Вообще, темпы науки, конечно, поражают. Когда я изучал генетику в середине 90-х, даже расшифровка генома человека казалась невероятно далекой перспективой. А про создание искусственных организмов речь шла только в фантастических романах...

Комментарии:

"Это важное и неожиданное достижение", - Роберт Холт из Michael Smith Genome Sciences Centre в канадском городе Ванкувер.

"Это необходимый шаг в сторону создания искусственной жизни", - микробиолог Фред Блеттнер из Висконсинского университета.

Антуан Даншэн из парижского Пастеровского института назвал эксперимент "беспрецедентным техническим достижением. Но ему не хватает множества контрольных механизмов. Именно это помешало исследовательской группе Гласса по-настоящему разобраться в том, каким образом внедренная извне ДНК перепрограммирует клетку "хозяина"".

"Мы на шаг приблизились к искусственным организмам. Эксперимент повлечет за собой новые дискуссии о проблемах безопасности, связанных с биологическим синтезом и его последствиями для общества" - Маркус Шмидт из Организации за международный диалог, базирующейся в Вене.

Виктор ДЕМИДОВ

Справка "КВ":

Искусственная жизнь (англ. a-life) - изучение жизни, живых систем и их эволюции при помощи созданных человеком моделей и устройств. Данная область науки изучает механизм процессов, присущих всем живым системам, невзирая на их природу. Хотя этот термин чаще всего применяется к компьютерному моделированию жизненных процессов, он также подходит и к жизни в пробирке (англ. wet alife), изучению искусственно созданных белков и других молекул.