Полная версия
Как и для Шеклтона, мгновенный успех – это редкость для лауреатов Кавли. «Сегодня мы видим лишь результат, исключительное достижение, – отмечает Паке. – То, что скрыто от нас сегодня, – это годы тяжелого труда, препятствия, неудачи и те моменты, когда каждый должен был взять себя в руки и продолжить. В итоге эти мужчины и женщины достигли столь многого не потому, что избегали рисков, но потому, что позволяли своему любопытству направлять их, несмотря ни на что, как это делал Шеклтон»[40].
Вечеринка продолжается до самого рассвета – с коньяком и живым джазом, но семье Дудны, уже успевшей на церемонии награждения насладиться общением с императором Японии и королем Испании, утром рано вставать. Сын Дудны должен вернуться в Калифорнию для учебы. Для лауреатов Кавли запланированы другие мероприятия: они направляются на север, в Тронхейм, чтобы выступить с докладами в ведущем университете страны. По мере того как место действия перемещается на несколько сотен километров ближе к Стокгольму, растут слухи, что за CRISPR скоро дадут Нобелевскую премию. Даже если это вопрос лишь времени, в тот год этого не произошло.
Спустя две недели после визита в Норвегию Дудна вернулась домой на большой гавайский остров. Когда она вышла на сцену в традиционном гавайском ожерелье, или леи, с красными цветами охиа лехуа, растущими на этом острове, ее ждал радушный прием. За этой скромной встречей последовал праздничный ужин в Ken's House of Pancakes[41]. Это было очередное мероприятие для женщины-ученого, которая, пожалуй, больше, чем кто-либо, олицетворяет собой CRISPR – ведь ее имя буквально содержит ДНК (англ. DoudNA).
Летом 2017 г. сенатор США Ламар Александер наслаждался отпуском на рыбалке в Канаде без связи и интернета, он только слушал прогноз погоды по радио. Но однажды случайно он услышал репортаж о CRISPR. «Нам нужно провести слушания на эту тему», – подумал он про себя. К счастью, как председатель Комитета сената по здравоохранению, образованию, труду и пенсиям, он обладал такими полномочиями[42].
Морозным ноябрьским днем я бегал между зданиями сената США, чтобы получить свою аккредитацию. Наконец, добравшись до зала заседаний, я успел услышать, как сенатор Александер провозглашает CRISPR «одним из удивительных открытий, сделанных в рамках фундаментальных исследований, профинансированных частично федеральной властью»[43]. Однако его беспокоили заголовки о «детях на заказ», а также доклад Джеймса Клэппера, бывшего главы национальной безопасности США, о том, что редактирование генома было классифицировано как потенциальное оружие массового уничтожения.
Перед комитетом сената выступили три эксперта по CRISPR – генеральный директор компании, врач и специалист по биоэтике. «В нашей жизни нечасто происходит так, что наука нас удивляет, и это один из таких моментов», – сказала Кэтрин Босли, в то время генеральный директор Editas Medicine, первой публичной компании биотехнологий CRISPR. По свидетельству Босли, существует около 6000 известных генетических заболеваний. «Что, если бы мы могли восстановить эти поврежденные гены? – спросила она. – Мы несем ответственность перед пациентами и их семьями». Но Босли предупредила, что впереди у нас долгий путь. «Исцеление» – громкое слово, и, говоря от лица биотехнологической индустрии, Босли не хотела давать напрасных обещаний.
Большинство сенаторов остались лишь для того, чтобы задать вопросы, прежде чем уйти по своим неотложным делам. Сьюзан Коллинз, сенатор от штата Мэн, накинулась на сенат с опасениями: «У нас появится возможность редактировать гены, чтобы влиять на интеллект или физические возможности. Мы живем в глобальном мире. Похоже, научные достижения опередили политику в этой области. Как мы можем гарантировать, что в таких странах, как Китай или Россия, а также в нашей собственной стране ошеломляющий прорыв в редактировании генов будет использоваться учеными во благо людей?»
Я закатил глаза и подмигнул научной писательнице Эмили Маллин. Мы едва перешли к вопросам, как уже прозвучал ожидаемый стереотип о «ребенке на заказ». Однако Джеффри Кан, специалист по биоэтике из Университета Джонса Хопкинса, согласился, что научные достижения обычно опережают политику. «Мы обладаем надежными методами контроля над тем, чтобы эти технологии использовались в заранее заданных целях. Между странами ведется диалог, – добавил он, успокаивая слушателей. – Гораздо более разумный подход – это не применять контроль сейчас и позволить науке осторожно и ответственно идти вперед в рамках установленных границ».
Афроамериканский сенатор Тим Скотт из Южной Каролины попросил рассказать о перспективах лечения серповидноклеточной анемии. Третий специалист, врач-ученый Стэнфордского университета Мэттью Портеус, заявил, что он готовится привлечь несколько «очень смелых» добровольцев для участия в прорывном клиническом исследовании. Его команда возьмет стволовые клетки пациента, воспользуется CRISPR, чтобы отредактировать ген, который несет в себе мутацию серповидных клеток, и изменит всего одну из трех миллиардов букв человеческого генома. Затем они введут пациенту около миллиарда измененных стволовых клеток через капельницу. Эти здоровые клетки вернутся обратно в костный мозг и восстановят кровь пациента. Если повезет, пациент излечится от этой болезни. «Это круто», – сказал Скотт. После чего ушел.
Сенатор штата Вирджиния Тим Кейн спросил, возможно ли применение CRISPR для лечения болезни Альцгеймера, но в этом вопросе Босли не была оптимистична. Она ответила, что новые методы лечения еще предстоит разработать, поскольку генетика этого заболевания сложнее, чем, скажем, серповидноклеточной анемии. Кейн также спросил о надзоре со стороны регулирующих органов. Кан указал на пример Великобритании, где установлены строгие рамки контроля, позволяющие стране лицензировать новые биотехнологии. «Люди не хотят садиться в тюрьму на десять лет за нарушения, – сказал Кан. – Мы проигрываем во многих аспектах, когда загоняем науку в подполье». Кроме того, США не хотели уступать свое лидерство и конкурентоспособность в области редактирования генов кому-то другому.
Никто не мог предположить, что год спустя гипотетические предостережения Кана станут реальностью.
Спустя полгода, в апреле 2018 г., CRISPR оказался на гастролях в самом неожиданном месте – Ватикане. Конференция «Объединимся, чтобы вылечить» (Unite to Cure) – это детище Робина Смита, президента фонда Cura. Она проводится в сотрудничестве с Папским советом по культуре. Список гостей Смита был довольно экстравагантным: среди них были телеведущие доктор Мехмет Оз и Санджай Гупта с канала CNN, кроме того, были запланированы эпизодические выступления знаменитостей, в частности Кэти Перри (о силе медитации) и Джека Никлауса (о стволовых клетках). Временами эта встреча вызывала те же неприятные чувства, что и вечерние рекламные ролики. Миллиардер Эд Босардж купил клинику на Багамах, и ему делали экспериментальные инъекции: препараты проникали через гематоэнцефалический барьер и должны были бороться с ухудшением памяти и старением. «Моя цель – быть здоровым и играть в теннис в 120 лет», – сказал он со всей серьезностью.
Был там и Питер Габриэль, первый рок-вокалист, которого я когда-либо слышал (альбом Selling England by the Pound группы Genesis). Габриэль побаловал нас акустическим концертом, хотя и немного растерял свои навыки, судя по тому, что не вовремя вступил в композиции Solsbury Hill. Он эмоционально объявил, что посвящает выступление своей жене Миб, которая вылечилась от агрессивной формы неходжкинской лимфомы после CAR-T-терапии. Позже он сказал: «Богатые люди будут жить вечно, а бедные будут умирать миллиардами. Модель просачивания благ сверху вниз не изменит этого».
Из-за такого количества приехавших на конференцию знаменитостей дискуссия рабочей группы с руководителями трех государственных компаний по биотехнологии CRISPR казалась чем-то второстепенным. Все три компании были созданы учеными, непосредственно участвовавшими в драме вокруг CRISPR: Чжан и Дудна стали соучредителями Editas Medicine, но Дудна покинула компанию из-за патентного спора и позже присоединилась к основателям Intellia Therapeutics. Тем временем Шарпантье основала собственную компанию CRISPR Therapeutics. Кэтрин Босли заявила, что открытие CRISPR – «величайшее событие в биологии целого поколения», выходящее за рамки фантастики в лечении генетических заболеваний. Генеральный директор CRISPR Therapeutics Сэм Кулкарни сказал, что этот метод захватил воображение миллионов людей из-за простоты использования. «Он совершенно демократизировал технологию [редактирования генов]». Руководитель компании Intellia Джон Леонард объявил, что клинические исследования CRISPR неизбежны, и предположил, что CRISPR «в короткие сроки станет стандартом лечения серповидноклеточной анемии».
Босли признала, что у CRISPR есть и темная сторона. Технологии не бывают хорошими или плохими, все зависит от того, как мы их применяем. Об этом же говорил и папа Франциск, лично обращаясь к нескольким сотням участников конференции в потрясающем зале аудиенций, интерьер которого напоминает голову змеи. Понтифик напомнил о необходимости защиты окружающей среды и осторожности в применении метода редактирования генов. Он отметил «большие успехи ученых в создании новых лекарств», особенно тех, что используются при лечении редких аутоиммунных и нейродегенеративных заболеваний. Однако наука, по его словам, открыла новые методы
столь глубокого и точного вмешательства, что для нас стало возможным изменять нашу ДНК. Здесь мы видим необходимость повышать осведомленность об этической ответственности по отношению к человечеству и окружающей среде, в которой мы живем. Хотя Церковь одобряет все меры, применяемые в исследованиях и направленные на заботу о наших страдающих братьях и сестрах, она также помнит об основном принципе, что «не все технически выполнимое этически приемлемо»[44].
Это было заявление, грамотно составленное при участии Босли и руководителей других CRISPR-компаний. О нем быстро забыли, когда Кэти Перри и другие VIP-персоны выстроились в очередь, чтобы приложиться к папскому перстню. Никто, даже сам папа римский, не знал о том, что на другом конце света китаянка находилась на первых неделях беременности. Она вынашивала близнецов, чья ДНК была создана не Богом, но обычными руками амбициозного специалиста по генной инженерии при содействии знакомого эмбриолога.
Это было в высшей степени порочное зачатие.
Опасения, что какой-то ненадежный ученый осмелится переписать священный текст генома, существовали десятки лет, хотя отражалось это в большей мере в фантастических сценариях. Однако исследование 2015 г., проведенное группой китайских ученых, впервые показало, что люди науки были готовы исправлять ген болезни у эмбриона человека уже через несколько часов после экстракорпорального оплодотворения. С точки зрения этики это был гигантский скачок за мифическую красную линию, когда люди начинают играть в Бога в вопросах своей генетической судьбы. В течение следующих трех лет многие авторитетные медицинские сообщества опубликовали десятки научных докладов об этических плюсах и минусах редактирования генома[45]. Пока ученые и специалисты по этике дискутировали, генетик из Австралии Дэниел Макартур написал в Twitter: «Мои внуки будут обследованы на стадии эмбриона и отредактированы. Это не повлияет на то, что означает быть человеком. Это подобие вакцинации».
Несколько научных групп, преимущественно из Китая, сообщили о проведении экспериментов на эмбрионах человека без последующей имплантации этих модифицированных эмбрионов. Но молодой китайский ученый, который пять лет проходил стажировку в США, осмелился сделать следующий злосчастный шаг. Хэ Цзянькуй предположил, что его новаторская работа будет по достоинству оценена на родине и за рубежом, результаты будут опубликованы в ведущем мировом журнале, что поставит его в один ряд с его героем – лауреатом Нобелевской премии Робертом Эдвардсом, соавтором изобретения метода ЭКО.
Однако не последовало ни признания, ни одобрения, ни статьи в Nature. Вместо этого были возмущение и яростное, почти всеобщее осуждение. Работа была небрежной, безответственной, опрометчивой, неэтичной и, пожалуй, преступной, поставившей серьезные вопросы о здоровье двух детей. Карьера Хэ Цзянькуя рухнула в одно мгновение: он был помещен под домашний арест, уволен из университета и в конечном итоге приговорен к трем годам тюрьмы. Эта история не напугала генетика из России, и он объявил о своем намерении взять дело в свои руки и использовать редактирование генов методом CRISPR, чтобы помочь парам с наследственной глухотой. «Мы продолжаем приближаться к крайней черте, и, по сути, ее не существует», – заявил научный журналист Регаладо[46].
Директор Национального института здравоохранения Фрэнсис Коллинз выступает категорически против любых попыток вмешательства в ДНК эмбрионов человека. «Эволюция работала над оптимизацией генома человека на протяжении почти четырех миллиардов лет. Неужели мы действительно думаем, что небольшая группа умельцев в области генома человека может добиться лучших результатов без всяких непредвиденных последствий?» – говорит он[47]. Многие ведущие ученые призвали ввести временный мораторий, чтобы дать специалистам и другим заинтересованным сторонам время обдумать основания и обстоятельства, при которых может быть одобрено редактирование зародышевой линии[48]. Однако другие исследователи не видят никакой опасности в перспективе наследуемого редактирования генома. Джордж Чёрч из Гарвардского университета, ветеран геномной инженерии, сохраняет непредвзятое отношение к этому вопросу. «Я не думаю, что голубые глаза и [дополнительные] 15 баллов IQ действительно представляют угрозу здоровью населения, – сказал он в интервью британской газете. – И не считаю это опасным для нашей морали»[49].
Великий физик Стивен Хокинг в своей последней книге предсказал наше приближение к эре того, что он назвал самостоятельной эволюцией. «Мы сможем изменять и улучшать нашу ДНК, – писал Хокинг. – Мы расшифровали ДНК, и это означает, что мы прочитали "книгу жизни" и теперь можем приступать к внесению исправлений»[50]. Тем не менее для Хокинга опасный путь не ограничивался лечением разрушительных заболеваний, таких как его собственная болезнь – медленно прогрессирующая форма бокового амиотрофического склероза. Хокинг верил в то, что ученые будут использовать технологии, подобные CRISPR, для изменения и улучшения таких качеств, как интеллект, память и долголетие, – даже нарушая закон, если это понадобится. Такой способ создания «сверхлюдей» будет доступен лишь для богатой элиты, что приведет к конфликту с обычными людьми. Хокинг продолжает:
Как только появятся эти сверхлюди, возникнут серьезные политические проблемы с неулучшенными людьми, которые не выдержат конкуренции. Можно предположить, что они вымрут или потеряют всякое значение. Вместо этого будет раса саморазработанных существ, которые будут улучшать себя со все возрастающей скоростью.
Сразу возникло опасение, что гнусные действия одного ученого могут помешать существенному прогрессу в использовании CRISPR и других методов редактирования в генной терапии у детей и взрослых. Когда я разговаривал с друзьями и учеными в аудитории, я слышал, как один из выдающихся специалистов редактирования генома высказывал многочисленные опасения по поводу CRISPR-младенцев, считая их «угрозой» будущего терапевтического редактирования генома.
К счастью, эти страхи пока не подтвердились. Несмотря на то что эта область науки только начинает развиваться, она подает надежды клинического применения для пациентов с онкологией, заболеваниями крови, наследственными формами слепоты и многими другими болезнями. По словам Федора Урнова, мы снимаем страховочные колесики с велосипеда. «Мир увидит, что CRISPR способен действительно принести пользу»[51].
Глава 2
На голову выше
26 июня 2000 г. президент Билл Клинтон вошел в Восточную комнату Белого дома в сопровождении двух известных ученых, Фрэнсиса Коллинза и Крейга Вентера. Клинтон объявил о важной вехе проекта «Геном человека» – получении чернового наброска последовательности генома человека, «книги жизни». Спутниковая трансляция с Даунинг-стрит, 10 показывала сияющее лицо премьер-министра Великобритании Тони Блэра, размахивавшего флагом в честь британских членов научной группы, внесших свою лепту в расшифровку около трети генома.
В течение двух лет две команды ученых, напоминавшие по численности небольшие армии, работали, соревнуясь друг с другом, для достижения этой грандиозной цели. В одном углу ринга был Коллинз, фельдмаршал финансируемого государством международного альянса по расшифровке ДНК человека. Приз представлял собой карту сокровищ человеческого генома с последовательностью из 3 млрд букв ДНК-алфавита (четырехбуквенный код химических соединений, сокращенно А (A), Ц (С), Т (T), Г (G)), объединенных в двадцать три пары хромосом.
В противоположном углу ринга находился Вентер, ученый и предприниматель, который нагло начал враждебный захват проекта «Геном человека». Он поделился своими планами с Коллинзом в зале ожидания United Airlines в вашингтонском аэропорту имени Даллеса, а затем со всем миром на обложке The New York Times. Его новая компания Celera Genomics пообещала пробиться через многолетнюю правительственную неэффективность и бюрократию, чтобы сформировать последовательность быстрее и дешевле, используя целый ряд новейших секвенаторов, названных в честь научно-фантастических персонажей, а также мощный суперкомпьютер Compaq для обработки данных. В качестве утешительного приза Вентер предложил Коллинзу провести секвенирование генома мыши. Почти в мгновение ока ситуация изменилась: «Дарт Вейдер» из компании Вентера получил арсенал и преимущество, в то время как Коллинз и его союзники превратились в отважных повстанцев, загнанных в угол.
Когда публичные споры между группами переросли в явную вражду, возникла угроза запятнать репутацию руководителей проекта, не говоря уже о цели миссии. Белый дом поспособствовал временному перемирию, чтобы провести историческое празднование[52]. Клинтон назвал достижение генетиков «самой важной и самой удивительной картой, когда-либо созданной человечеством… Это язык, на котором Бог создал жизнь». Фраза «ученые расшифровали генетический код человечества» стала заголовком на первой полосе The New York Times[53].
Однако кто же был обладателем этого взломанного кода? Представители Национального института здравоохранения собрали образцы ДНК у десятков анонимных добровольцев, которые вызвались участвовать в проекте в ответ на объявление, опубликованное в марте 1997 г. в газете The Buffalo News молекулярным генетиком Питером де Йонгом (в проекте возглавлял направление по созданию библиотек ДНК). Спустя годы генетический анализ показал, что участник с кодовым названием RP11, внесший наибольший вклад, скорее всего, был афроамериканцем[54]. Как и любой другой человек, RP11 и другие доноры ДНК были мутантами, геном которых содержал сотни или тысячи вариантов ДНК, предрасположенных к развитию редких и распространенных заболеваний, включая сахарный диабет первого типа и гипертонию[55]. Celera взяла образцы ДНК у пяти добровольцев разного этнического происхождения. Позже Вентер признался, что одним из них был он сам.
Прочесть книгу жизни – даже если еще многих страниц в ней не хватало, они были вырваны или располагались не в том порядке – было грандиозным достижением. Для биологии это означало почти то же самое, что и полет на Луну, то есть крупнейшее событие после того, как Крик и Уотсон открыли двойную спираль в 1953 г. Мы стали первым видом, который перевел свою инструкцию по эксплуатации на язык, понятный человечеству, несмотря на то что мы еще плохо знаем, как этой инструкцией пользоваться. Главы учебников, в которых заявлялось, что организм человека содержит более 100 000 генов, были признаны устаревшими, поскольку нам пришлось скромно признать, что геном состоит лишь из 20 000 генов.
Одним из самых влиятельных защитников проекта «Геном человека» выступил сэр Джон Мэддокс, почетный редактор журнала Nature. В 1999 г. Мэддокс взял на себя смелость опубликовать книгу под названием «Что нам предстоит открыть» (What Remains to Be Discovered). Он писал:
Вполне вероятно, что глубокие знания о работе генома человека, которые сейчас удалось получить, укажут на способ, которым можно значительно улучшить с помощью генетических манипуляций дизайн Homo sapiens, разработанный за 4,5 млн лет путем естественного отбора. В конце концов, сегодня люди воздействуют на структуру генов, чтобы сделать растения устойчивыми к инфекциям. Почему бы не поступать так же с геномом человека с той же целью? Разумно предположить, что когда-нибудь Homo sapiens воспользуются этими возможностями[56].
Когда он это писал, группа ученых вдали от телекамер и торжественных президентских мероприятий предпринимала первые шаги к разработке новой технологии: с ее помощью можно будет изменять код, на расшифровку которого за десятилетие мы уже потратили $2 млрд. Это было начало эры редактирования генома.
Редактирование – важный этап создания произведений литературы, музыки или искусства. Судьба многих блокбастеров могла бы стать совсем другой, если бы продюсеры использовали их первоначальные названия. Фильм «Чужой» собирались назвать «Звездный зверь», «Назад в будущее» уже почти выпустили под названием «Космический пришелец с Плутона», а рабочим названием фильма «Красотка» было «3000». Книга Джейн Остин «Первые впечатления» стала романом «Гордость и предубеждение». Маргарет Митчелл изначально назвала свою героиню Скарлетт совсем иначе – Панси. «Редактирование литературного или генетического текста (практически) всегда делает его лучше», – пишет Федор Урнов[57].
Пока я наблюдал за быстрым развитием в области высокопроизводительного секвенирования ДНК в 2000-х гг., ученые корпели над созданием молекулярной системы обработки текстов, чтобы редактировать книгу жизни – искать, вырезать и вставлять слова и буквы, выявлять опечатки, удалять орфографические ошибки и вносить исправления. Через десять лет после провозглашения себя первым видом, расшифровавшим свой генетический текст, мы уже проверяли наши возможности вносить изменения в любой организм по своему желанию. Если довести это до логического завершения, мы сможем изменить направление и ускорить нашу собственную эволюцию и эволюцию почти каждого организма на Земле.
«Такова природа открытия», – говорит генетик Ширли Тилман, бывший президент Принстонского университета. Результаты каждого крупного научного открытия могут быть использованы как во благо, так и во вред. «От общества потребуется мудрость, чтобы направить эти открытия по верному пути»[58]. Быстрое развитие редактирования генома – это серьезная, беспрецедентная и в некотором смысле пугающая ответственность. И мы уже не справились с ней.
Прежде чем идти дальше, давайте рассмотрим, что особенного в этой революционной технологии со смешной аббревиатурой, которая звучит как нечто среднее между названием шоколадного батончика и ящиком холодильника. Пытаясь описать CRISPR, авторы прибегали то к одной метафоре, то к другой: десница Божья, команда по обезвреживанию бомб, ластик, скальпель хирурга, сканер сетчатки глаза и часто «молекулярные ножницы»[59]. STAT составил список из десяти понятий, с которыми можно сравнить CRISPR, который завершался так: «Швейцарский армейский нож молекулярной биологии». Подобно ему, CRISPR – это больше, чем просто острое лезвие для разрезания ДНК. Это постоянно расширяющийся набор молекулярных инструментов для редактирования и управления ДНК с еще большей точностью и универсальностью.
CRISPR – одно из тех достижений, которые случаются раз в 20 лет и практически мгновенно меняют процессы проведения научных исследований. По иронии судьбы технология бактериальной противовирусной иммунной системы распространилась, подобно вирусу. Однако это не было первой технологией редактирования генома. Более ранние методы редактирования генов были разработаны (в начале 2000-х), затем усовершенствованы и даже вошли в клиническую практику еще до появления CRISPR. Урнов с коллегами из компании Sangamo придумали термин «редактирование генома» в 2005 г., когда занимались усовершенствованием технологии ZFNs (нуклеаза типа цинковых пальцев), которая до сих пор используется в клинической практике. В 2011 г., за год до того, как CRISPR ворвался в науку, журнал Nature Methods объявил редактирование генома «методом года». У ZFNs и другой технологии редактирования генов, TALENs, есть свои поклонники, но это слишком хлопотные и дорогостоящие методы, чтобы превзойти CRISPR по скорости внедрения.
CRISPR использует основу других форм редактирования генома и (говоря языком группы Spinal Tap) поднимает их на новую высоту. От Австралии до Заира исследователи во всем мире используют CRISPR для редактирования генов практически любых организмов планеты Земля. Быстрота распространения связана с тем, что CRISPR, по сути – технология, доведенная за сотни лет эволюцией до совершенства. CRISPR не требует дорогого оборудования, такого, например, как современные секвенаторы по цене в $1 млн, – большинство реагентов можно заказать через интернет и использовать в лаборатории без каких-либо специальных мер безопасности, как это и продемонстрировал Чжан в программе «60 минут». Старшеклассники могут изучить основы CRISPR на уроках биологии[60]. Некоммерческая организация по коллекционированию генетических конструкций Addgene в Бостоне служит клиринговым центром реагентов для CRISPR. По словам директора Джоанн Каменс, к началу 2020 г. Addgene распространила более 180 000 генетических конструкций, содержащих CRISPR, в более чем 4000 лабораторий по всей миру[61].
