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

Я понимаю, что эти опасения имеют под собой основания, но уверена, что проблему случайного побега можно решить, наладив систему мониторинга. Если эта система обнаружит, что генный драйв бесплодия попал в Австралию, нужно будет выпустить в естественную среду генно-инженерных лисьих кузу с аллелями сопротивляемости этому генному драйву. Поскольку такие особи будут более приспособленными (способными размножаться), они справятся с беглым генным драйвом быстро и эффективно. Но чтобы хорошенько продумать проверку на безопасность, австралийские ученые должны будут заранее разработать методы мониторинга и создать хороший «противодрайв» – на всякий случай. Это вполне осуществимо, однако приведенный пример показывает, насколько необходимо, чтобы рабочие группы, проектирующие системы генных драйвов, заблаговременно и открыто обсуждали свои идеи со всеми, кого это может коснуться.

Поскольку мы движемся в сторону общества, где применяются технологии генных драйвов, нам придется учитывать, что соседствующие друг с другом сообщества и государства будут нередко принимать разные решения по поводу того, стоит ли выпускать в дикую природу генно-инженерные организмы. Придется учитывать, что отдельные виды будет трудно удержать в границах областей и государств, особенно если там нет физических препятствий. Учитывать, что мы можем ошибиться и плохо оценить экологические последствия – или даже попросту передумать. Кроме того, нам следует признать, что возможны ситуации, когда инвазионные популяции достаточно изолированы, и тогда быстродействующий генный драйв и правда служит самым действенным и экономным методом уничтожения этой популяции. Таким требованиям соответствуют, скажем, изолированные острова с надежными программами мониторинга. Однако в других ситуациях нельзя исключать перспективу контакта между популяциями. И тогда нам придется создавать свои генные драйвы так, чтобы была возможность их отключить.

Каким может быть подобный «выключатель» для генного драйва? На сегодня этот вопрос остается открытым, однако ответы на него ищут многие ученые. В 2017 году Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency

, DARPA) объявило, что инвестирует 56 миллионов долларов в программу Safe Genes, цель которой – разработка методов выявления, контроля и отключения генных драйвов. У Кевина Эсвельта, одним из первых получившего финансирование по этому проекту, уже есть парочка идей. Один из вариантов – расщепить систему генного драйва на несколько драйвов, распределенных по геному. Эти драйвы будут функционировать как своего рода последовательная гирляндная цепь, где первый элемент цепи содержит инструкции по запуску второго, второй – третьего и так далее. Для экспрессии генно-инженерного признака необходим только последний элемент цепочки, а остальные элементы просто повышают вероятность экспрессии этого признака до уровня выше случайного. Но главное – первый элемент в цепочке не должен быть драйвом, то есть он, подобно гену

tTAV у комаров второго поколения Oxitec

, способен к самоограничению. Поскольку с этим базовым самоограничивающимся элементом родится только половина потомства, он постепенно будет утрачен в популяции, что исключит запуск следующего элемента. Постепенно в популяции утратятся все элементы драйва, и все станет так, как было до введения драйва. Ученые смогут контролировать, сколько просуществует в популяции генно-инженерная черта, добавляя звенья к гирляндной цепи или меняя количество генно-модифицированных особей, которых выпускают в естественную среду.

Гирляндные цепи – всего один из множества возможных вариантов ограничения генных драйвов либо в пространстве, либо во времени. По мере расширения этой области будут появляться все новые идеи, тем более что и ученые, и чиновники, и заинтересованные граждане в один голос призывают к осторожности.

На настоящий момент генные драйвы разработаны лишь для нескольких видов, но эта область стремительно расширяется. В 2018 году биолог Ким Купер, специалист по онтогенетике из Калифорнийского университета в Сан-Диего, опубликовала первые данные о том, что генный драйв может действовать и у млекопитающих. Она ввела в геном мыши дополнительный ген, активирующий CRISPR (тоже встроенный в геном мыши) в процессе развития эмбриона в нужный момент, чтобы модифицированный геном редактировал сам себя, что и дало генный драйв. В этом случае Купер добивалась, чтобы у мыши была чисто-белая шерстка. Результаты оказались неидеальны: драйв работал только у самок, и белый окрас был не у 100 % потомства, а лишь у 73 %. Однако успех Ким Купер и ее коллег показывает, что в будущем мы сможем делать инструментами сохранения биоразнообразия значительно более широкий ассортимент живых организмов.