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

В 2002 году Калифорнийское управление по охоте и рыболовству запретило заводчикам аквариумных рыбок продавать данио – мелких тропических пресноводных рыбок, как правило – в бело-голубую полоску, которых в зоомагазинах советуют начинающим аквариумистам как «несложных в уходе». Обычно такой запрет означает, что есть опасения, как бы обсуждаемый вид не стал инвазионным. Но в этом случае дело было в другом. Данио – тропические рыбки, плохо приспособленные к жизни в холодных реках и ручьях Калифорнии, и хотя их десятилетиями разводили в аквариумах, на воле в тех местах не было обнаружено ни одной популяции. А этот вид данио вообще вряд ли смог бы создать местную популяцию, поскольку, в сущности, сам рекламирует себя хищникам. Дело в том, что данио светятся, и именно эта их особенность как раз и встревожила членов калифорнийского комитета.

Попавшие в опалу рыбки назывались «глофиш», и это была линия генно-модифицированных данио, которые тогда только поступили в продажу в США. Породу глофиш разработали несколькими годами ранее в лаборатории Чжиюаня Гуна в Национальном университете Сингапура в рамках проекта по созданию рыбы, которая предупреждала бы людей о загрязнении воды. Гун выбрал данио, поскольку по сравнению с другими рыбами их относительно несложно модифицировать. У икринок данио прозрачная оболочка, так что развивающиеся эмбрионы видны еще на стадии одной клетки. Если редактировать геном уже на этой первой стадии развития, можно добиться не только того, что все ткани рыбы будут модифицированы одинаково, но и того, что модификация передастся следующему поколению.

Целью Гуна было создать данио, который станет живым датчиком и подаст видимый предупреждающий сигнал, если заплывет в загрязненные воды. Для этого ученому сначала потребовалось выявить гены, которые экспрессируются только в присутствии загрязнений. Он обнаружил эти гены, подвергнув данио воздействию токсинов вроде эстрогена и тяжелых металлов и посмотрев, какие гены при этом экспрессируются. Кроме того, нужно было методами генной инженерии создать видимый сигнал, который экспрессируется одновременно с генами, чувствительными к загрязнениям, чтобы предупредить наблюдателей о присутствии загрязнения. Для этого он обратился к гену, появившемуся в ходе эволюции у медуз, – это так называемый зеленый флуоресцентный белок, ЗФБ. При экспрессии ЗФБ создает белок, поглощающий ультрафиолетовое излучение солнца и испускающий его в виде зеленого света с более низкой энергией. План Гуна состоял в том, чтобы внедрить ЗФБ поблизости от генов, чувствительных к загрязнению, так, чтобы их экспрессия оказалась завязана друг на друга. Когда генно-модифицированная рыбка данио заплывает в загрязненную воду, у нее экспрессируются оба гена и она загорается, словно зеленая флуоресцентная лампочка.

Дабы доказать, что можно модифицировать данио так, чтобы они светились зеленым, рабочая группа Гуна внедрила ЗФБ в геном данио, не связывая его с экспрессией других генов. Модифицированные рыбки светились! И заметил это не только Гун. Не прошло и двух лет, как Алан Блейк и Ричард Крокетт, бизнесмены из Остина, получили в Национальном университете Сингапура лицензию на применение технологии Гуна с совершенно иной целью: они решили разводить и продавать светящихся рыбок в качестве аквариумных.

Блейк и Крокетт основали компанию Yorktown Technologies, которая вывела на рынок две породы светящихся данио, созданных Гуном: одна – «электро-зеленые» данио цвета, который давал ЗФБ, другая – «звездно-красные» данио, модифицированные так, чтобы экспрессировать ген красного флуоресцентного белка, возникшего в ходе эволюции у кораллов. Кроме того, Блейк и Крокетт взялись разрабатывать рыбок новых, еще более ярких, цветов и адаптировать эту технологию к другим распространенным видам аквариумных рыб. Сегодня аквариумисты, живущие там, где рыбки глофиш не попали под запрет, могут украшать свои аквариумы пятью разными видами светящихся рыбок (данио, бойцовыми рыбками, барбусами, тетрами и таиландскими лабео) самых разных цветов – «солнечного оранжевого», «галактического фиолетового», «космического синего» и «лунного розового». Генно-модифицированное сияние каждой рыбки обеспечивается в основном генами кораллов и актиний. В 2017 году Yorktown Technologies

продала марку «Глофиш» фирме Spectrum Brands Holdings за 50 миллионов долларов. На момент продажи рыбки глофиш занимали примерно 15 % американского рынка продаж аквариумных рыбок.