Наука воскрешения видов

Однако 350 – это все еще очень много, и, исходя из вышеописанной логики, нам понадобилось бы до нелепости огромное число клеток, даже если бы все эксперименты по вырезанию и вставке имели исключительно высокую результативность. Однако логика, изложенная выше, не особенно логична, и она не учитывает то, как мы будем проводить этот эксперимент в реальности. Вместо того чтобы попытать счастья, рассчитывая, что 100 (или 350) маловероятных событий произойдут одновременно, мы будем проводить эксперимент поэтапно, внося несколько изменений и оценивая результат, а затем добавляя еще несколько изменений в те клетки, которые удалось успешно отредактировать, и т. д. Эксперимент все равно будет очень трудным, и на его завершение все равно потребуется много времени, однако при таком подходе результат в принципе достижим.

Сейчас нам неизвестна полная геномная последовательность мамонта. Однако есть вероятность, что мы выясним большую ее часть в течение нескольких лет. Пока что мы не можем отредактировать геном индийского слона таким образом, чтобы он полностью соответствовал геному мамонта. Эта технология также совершенствуется. На самом деле технологии, необходимые для этого конкретного этапа возрождения вымерших видов, вероятно, прогрессируют быстрее всего.

Больше, чем сумма нуклеотидов

Редактирование генома будет становиться все более эффективным способом преобразования генома живого вида или его части, в нечто, напоминающее геном вымершего вида. Однако некоторые важные различия между видами могут вообще не иметь отношения к последовательности нуклеотидов в их геномах. Следовательно, одного изменения генома может быть недостаточно для того, чтобы возродить исчезнувший фенотип.

Геном – это сложная структура. Геномы живут внутри клеток, которые обитают в телах, в свою очередь живущих в окружающей их среде. В разных клетках, разных телах и разных средах одни и те же геномы (идентичные в своих кодирующей и некодирующей частях) могут формировать очень разные фенотипы. Однояйцовые близнецы, к примеру, имеют идентичные геномы. Однако по мере взросления однояйцовые близнецы становятся все более разными с точки зрения фенотипа и поведения. Как это возможно, если их геномы абсолютно одинаковы?

Помимо генома все организмы имеют так называемый эпигеном. Эпигеном – это довольно запутанное понятие, и не все ученые дают ему одинаковое определение. В моем понимании, эпигеном можно представить в виде набора ярлыков, прикрепленного к геному. Эти ярлыки указывают на то, включен ли ген (вырабатывает белки) или выключен (не вырабатывает белки). Важно, что ярлыки на самом деле не являются частью генома, а значит, в течение жизни организма они могут изменяться. Эпигенетические ярлыки могут наследоваться, – это значит, что эпигенетическое состояние определенного гена может иногда передаваться от родителя к ребенку. Эти ярлыки могут, к примеру, приказать клетке включать только те гены, которые нужны ей для того, чтобы выполнять работу сердечной клетки. Другие ярлыки не наследуются в традиционном смысле, а возникают или изменяются вследствие взаимодействия между организмом и его средой обитания.

Известно большое разнообразие факторов внешней среды, воздействующих на эпигеном. Характер питания организма, стресс, токсины, физическая нагрузка – все это изменяет эпигеном, влияя на то, какие гены будут экспрессироваться, когда и насколько сильно. Ко времени, когда однояйцовые близнецы становятся взрослыми, их эпигеномы существенно различаются, хотя их геномы остаются одинаковыми. Именно сочетание геномной последовательности и эпигенетических изменений, накопленных за срок жизни каждого близнеца, приводит к развитию у них определенных фенотипов.

Осложнит ли эпигенетика нашу работу по возрождению вымерших видов? Мы не знаем. Пусть мы отредактируем геном слона, внеся в него участки ДНК мамонта, но организм, который начнет развиваться в результате, будет иметь эпигеном слона. Находясь в матке, он будет подвергаться воздействию среды, характерной для развития слона: его мать будет питаться едой, подходящей для слонов, жить в окружении, типичном для слонов, и у нее будут экспрессироваться слоновьи гены. Эмбрион будет питаться от слоновьей плаценты, в которой экспрессируются гены слона, модифицированные эпигеномом слонихи-матери.