Наука воскрешения видов

Пример взаимодействия генов, который приводят во вводном курсе биологии, – то, как определяется масть у лошадей. Лошади имеют один ген, отвечающий за то, будет их шкура иметь рыжий или черный цвет. Доминантный аллель кодирует черный окрас, а рецессивный – рыжий. Если бы этот ген работал в одиночку, особи, имеющие либо две копии доминантного аллеля, либо один доминантный и один рецессивный, имели бы черную шкуру, а те, у которых присутствовало бы два рецессивных гена, имели бы рыжий окрас. Однако существует множество вариантов рыжих и рыжеватых лошадей. Это происходит благодаря действию еще одного разбавляющего гена, который модифицирует экспрессию рыжих аллелей. Лошадь, имеющая две копии рецессивного рыжего аллеля, может иметь каштановую масть, может быть пегой с белой гривой и даже белой или кремовой, в зависимости от того, сколько копий гена, разбавляющего цвет, она имеет.

Хотя нам известны не все взаимодействия генов и очень малое их количество мы хорошо понимаем, это не означает, что селекция животных с определенными признаками невозможна. Спустя множество поколений селекции, с использованием различных комбинаций различных особей или различных пород, правильная комбинация генов или, по меньшей мере, комбинация, дающая нам нужные фенотипы, может быть найдена. Сколько времени на это понадобится, зависит от ряда факторов, включая то, как много признаков мы хотим получить в результате, насколько легко будут скрещиваться животные и сколько времени понадобится на переход от одного поколения к следующему.

Слишком медленно, чтобы добиться успеха?

Время жизни одного поколения крупного рогатого скота значительно меньше, чем у других видов. Самки могут начать размножаться в возрасте 1–2 лет, а срок беременности у них составляет 9 месяцев. Отобранная методом селекции особь может родиться, достичь зрелости, забеременеть и произвести на свет следующее поколение в течение 2–3 лет. Можно представить, как будет прогрессировать программа по одичанию крупного рогатого скота, – пусть и не с головокружительной скоростью, но довольно быстро.

В случае многих других кандидатов на возрождение прогресс будет происходить намного, намного медленнее. К примеру, самец слона начинает вырабатывать сперму в возрасте 10–15 лет, а самки слона в дикой природе впервые беременеют примерно в 12 лет. Срок беременности у слонов составляет от 20 до 22 месяцев. Это означает, что нам придется подождать 14 лет от момента, когда появится первое поколение, отобранное методом селекции, до момента, когда оно сможет произвести на свет следующее поколение. При такой скорости за срок человеческой жизни можно получить только пять поколений. Должен существовать лучший путь.

Разумеется, он есть. Простой способ быстрее получить нужный признак – убедиться, что им обладает каждая особь в следующем поколении. В случае скрещивания с целью получить особенности, характерные для диких животных, это не работает, поскольку потомство от двух родителей может унаследовать или не унаследовать целевой признак или признаки. Однако новые технологии (в частности, имеющие отношение к геномной инженерии), которые лежат в основе второго доступного нам (и более магического) способа возрождения вымерших видов, позволяют нам редактировать геном напрямую. Изменив последовательность ДНК внутри клетки, а затем использовав эту клетку для создания живых организмов, мы с гарантией получим целевой признак в следующем поколении. Мы можем сильно ускорить и сделать более эффективным весь процесс воскрешения исчезнувших признаков у живых видов.

К примеру, мы знаем, что гемоглобин (белок красных кровяных телец, который захватывает кислород в легких, а затем распространяет его по кровеносной системе всего остального организма) у мамонтов отличался от гемоглобина слонов в точности четырьмя мутациями. Эти четыре различия модифицируют поведение гемоглобина, заставляя мамонтовую версию при очень низкой температуре тела более эффективно доставлять кислород в ткани, чем это происходит у слонов (представьте себе ногу мамонта, погруженную в снег).

Нам не удастся найти живого слона с мамонтовой версией генов, кодирующих гемоглобин. Общий предок мамонтов и современных слонов жил в тропиках, а адаптации к жизни в холодном климате развились у мамонтов только после того, как их линия отделилась от линии индийских слонов. Поскольку все мамонты вымерли, у нас нет ни одной живой особи, обладающей этими конкретными генами. Чтобы получить слона, организм которого будет вырабатывать мамонтовый гемоглобин, нам понадобится с нуля создать мамонтовую версию этих генов, а затем каким-то образом вставить ее в клетку слона. Мы способны сделать это.

Глава 6. Воссоздадим геном