Жизнь, которую мы создали. Как пятьдесят тысяч лет рукотворных инноваций усовершенствовали и преобразили природу

Технологии редактирования генома черноногих хорьков уже существуют. Это те же технологии, при помощи которых ученые редактировали геномы культурных растений и домашних животных, стремясь обеспечить им устойчивость к болезням и гербицидам или, скажем, комолость. Задача в том, чтобы выяснить, какой участок генома редактировать. Это непросто, но общая идея понятна. Нужно секвенировать геномы домашних хорьков, мышей и черноногих хорьков, сравнить их и найти отличия. Особенно нас будут интересовать гены, задействованные в иммунной системе, поскольку именно они, скорее всего, отвечают за устойчивость к болезням. Одновременно ученые должны на основании лабораторных систем клеточных культур (а не на живых животных) изучить процесс взаимодействия туляремии с клетками иммунной системы при заражении. Генетические анализы и лабораторные исследования помогут сузить круг генов-кандидатов – генов, которые могут обеспечивать иммунитет к болезни. Затем ученые пройдутся по этому списку при помощи инструментов синтетической биологии, меняя по одному гену-кандидату в геноме за раз и проверяя последствия каждой модификации, пока какая-то из них не сработает. В результате этого процесса будет создан генно-инженерный черноногий хорек, идентичный современным черноногим хорькам, разведенным в неволе, во всем, кроме одного: он не будет болеть туляремией.

Эта работа уже началась. В 2018 году некоммерческая организация Revive & Restore, цель которой – способствовать биотехнологическим решениям природоохранных задач, получила разрешение Управления по охоте и рыболовству США на то, чтобы рассмотреть, какие методы синтетической биологии помогут спасти черноногих хорьков от вымирания. В сотрудничестве с Зоопарком Сан-Диего, ViaGen

и несколькими партнерами из мира науки компания оценила, годятся ли для клонирования клетки из Замороженного зоопарка, и начала эксперименты, чтобы определить, какие изменения в геноме обеспечат наследуемую устойчивость к туляремии. В декабре 2020-го родился детеныш черноногого хорька – клон самки Уиллы, чьи клетки были заморожены в 1983 году. Клонированную самочку назвали Элизабет Энн – вместе с ней количество основателей популяции в неволе достигло восьми; ей предстоит сделать долгожданный и очень важный вклад в генетическое разнообразие популяции.

Хотя это всего лишь первый шаг в процессе научных исследований, экспериментов и одобрения (а процесс этот обещает быть долгим), можно считать его большой победой для черноногих хорьков и их генетического спасения. Кроме того, это первый шаг к созданию устойчивой популяции черноногих хорьков, иммунных к туляремии, которые когда-нибудь будут рыскать по Северо-Американскому континенту в поисках луговых собачек.

Итак, предвиденные последствия генного модифицирования черноногих хорьков очевидны: спасти их от вымирания, обеспечив иммунитет к болезни, которая их убивает. Но как насчет предвиденных последствий? Скажем, вдруг процесс редактирования или сами модификации вызовут какие-то сложности с экспрессией генов или развитием животного? Что ж, если при редактировании генома произойдут ошибки, которые сломают тот или иной ген или еще как-то навредят черноногим хорькам, эти особи будут отбракованы из популяции естественным отбором. А поскольку туляремия уже отбраковывает черноногих хорьков из мира живых, хуже, чем сейчас, точно не будет.

Но вдруг модифицированные гены просочатся в окружающую среду? Этим вопросом обязательно нужно задаваться при разработке любого проекта, предполагающего, что ГМО придется выпустить в естественную среду, поскольку риск, что гены проникнут в среду, зависит от репродуктивной стратегии организма. Некоторые линии сосуществуют с близкородственными линями и могут с ними, например, скрещиваться, а это откроет для модифицированной ДНК двери в другую линию – не в ту, для которой ее разрабатывали.

Самый близкий родственник черноногого хорька – степной хорек. Степные хорьки могли бы скрещиваться с черноногими, но не скрещиваются, потому что ареалы их обитания разделены Беринговым проливом. Домашние хорьки – тоже близкие родственники черноногих, и если они никогда не скрещивались между собой (а нам такие случаи неизвестны), из этого не следует, что подобное не случится в будущем. Если домашний хорек оставит уютный дом и благополучно доберется до какого-нибудь городка луговых собачек, у него, вероятно, будет возможность спариться с черноногим хорьком. Но и в такой маловероятной ситуации вряд ли произойдет утечка генов: у домашних хорьков, скорее всего, есть совокупность генов, отвечающих за смирный нрав, так что и сами они, и их гибриды едва ли достигнут успехов в жизни в дикой природе. В сущности, именно поэтому редактирование генома предпочтительнее обычного скрещивания: при редактировании генома передаются только аллели устойчивости к болезни, а при скрещивании – вообще все, включая врожденную любовь к тому, чтобы тебе чесали пузико и гладили лобик.