Самая главная молекула. От структуры ДНК к биомедицине XXI века - Максим Франк-Каменецкий

Не важно, что центральная последовательность не является гомопурин-гомопиримидиновой, – все равно она окажется в петле в Н-форме (рис. 43). Эксперимент полностью подтвердил наши ожидания, что зеркально-симметричные гомопурин-гомопиримидиновые последовательности переходили в Н-форму, тогда как малейшее нарушение симметрии предотвращало переход. Эти и многие другие опыты доказали правильность предложенной нами структуры Н-формы.

Открытие Н-формы инициировало настоящий бум в изучении тройных спиралей ДНК, начавшийся в середине 1980-х годов и продолжающийся по сегодняшний день.

Мы теперь знаем, что сверхспирализация может вызывать образование в ДНК альтернативных структур трех типов: крестов, Z-формы и Н-формы. Вопрос о биологической роли этих структур находится в стадии интенсивного изучения во многих лабораториях.

За то время (около 150 тысяч лет), которое существует на планете Земля вид Homo sapiens, с ним не произошло с биологической точки зрения сколько-нибудь значительных изменений. Наши дети рождаются такими же, какими рождались дети наших предков десятки тысяч лет назад. Но насколько изменился мир! Земной шар покрыли сети стальных и асфальтовых дорог, а околоземное пространство исчерчивают невидимыми трассами тысячи самолетов и космических кораблей. Человек побывал на Луне, а сделанные им аппараты посетили Марс, Венеру, прислали на Землю потрясающие снимки Юпитера, Сатурна и их многочисленных спутников, побывали в самых отдаленных уголках Солнечной системы. Часто говорят, что все эти головокружительные успехи человечества – результат развития науки. Это не совсем верно.

Страсть к преобразованию окружающего мира – по-видимому, один из главных инстинктов человека, и проявилась она задолго до возникновения науки. Давным-давно люди стали строить дороги, величественные храмы, пирамиды и другие сооружения, которые и тысячелетия спустя поражают воображение и даже порождают гипотезы о пришельцах из иных миров. Рассказы о пришельцах – это мифы эпохи научно-технической революции, когда люди перестали верить в возможности чистого изобретательства, не основанного на научных знаниях.

Но пирамиды, храмы, парусные и дизельные корабли, паровозы, автомобили и даже самолеты – все это в большей степени результат изобретательства, чем систематического научного исследования. Древо науки стало обильно плодоносить только в XX веке. Но плоды эти оказались такими, что затмили собой все предыдущие достижения человека. В XX веке наука породила две совершенно новые технологии – ядерную технику и электронику, радикально изменившие мир, в котором мы живем. И это произошло на глазах лишь одного поколения.

Подобно тому, как появление транзистора привело к рождению современной электроники, открытие рестриктаз и разработка других методов генной инженерии породили биотехнологию. Как грибы после дождя, возникают биотехнологические компании, создающие на основе совершенно новых технических принципов фармацевтические препараты, вакцины, другие биологически активные вещества. Так что же достигнуто сегодня и над чем будет работать завтра вся эта армия ученых и инженеров?

Но давайте по порядку. Когда в середине 1970-х годов впервые возник шум вокруг генной инженерии, его вызвали не ее успехи, которых тогда еще не было, а наоборот, опасения, что она приведет к непредвиденным отрицательным последствиям. Эти опасения вспыхнули с новой силой совсем недавно, уже в середине 2010-х, когда возникла технология редактирования генома, о которой речь пойдет далее в этой главе.

Рассказывают, что перед первым испытанием атомной бомбы руководители американского атомного проекта обратились к теоретикам со следующим вопросом: «А что, если взрыв совершенно нового типа, подобных которому не было на Земле, приведет к глобальной катастрофе? Вдруг атомная бомба послужит запалом для термоядерной реакции, которая охватит всю земную атмосферу?» Первой реакцией теоретиков был ответ: «Скорее всего, ничего страшного не произойдет». Но что значит «скорее всего»? При ответе на подобные вопросы обычные допуски не годятся. Ведь на карту была поставлена ни много ни мало судьба всего человечества.

Поэтому, поразмыслив, теоретики решили, что одному из них следует попытаться совершенно строго решить задачу: есть ли малейшая вероятность того, что подобная катастрофа произойдет? Был выбран самый дотошный, самый аккуратный из американских теоретиков – Г. Брейт. Представляете, какой груз ответственности был возложен на плечи одного человека? Скрупулезно проанализировав все мыслимые возможности, Брейт дал ответ: возможность того, что взрыв атомной бомбы вызовет цепную реакцию в атмосфере, следует считать полностью исключенной.

Подобные драматические события разыгрались и при рождении генной инженерии. В 1974 году, после самых первых опытов по получению рекомбинатных молекул ДНК и доказательств их успешной работы в клетке, ученые сами себе задали вопрос: «А что, если в ходе перетасовок генов, перетасовок, которые совершенно невозможны в естественных условиях, возникнет молекула ДНК с чудовищно губительными для человека качествами? Что, если она начнет безудержно размножаться, заразит массу людей, а потом всех их убьет?»

Группа ведущих американских молекулярных генетиков во главе с Полом Бергом опубликовала в главных научных журналах, а затем и в широкой прессе сенсационное письмо, в котором сообщалось, что они временно прекращают работы по генной инженерии. Ученые призывали своих коллег во всем мире сделать то же самое, вплоть до чрезвычайного съезда специалистов, где предлагалось обсудить обоснованность возникших опасений и разработать меры, которые позволили бы максимально уменьшить риск, связанный с генной инженерией.

И хотя съезд, состоявшийся в 1975 году, наложил запрет на работы по генной инженерии, через год этот запрет был снят. За это время были разработаны четкие рекомендации, как следует проводить генно-инженерные работы, сопряженные с разной степенью риска.