Как редактирование генома (в теории) позволит вырастить супердетей Фрагмент книги научного журналиста Карла Циммера «Она смеется, как мать: могущество и причуды наследственности»
В издательстве «Альпина Нон-фикшн» выходит книга известного научного журналиста, писателя и блогера Карла Циммера «Она смеется, как мать: могущество и причуды наследственности» (переводчики — Мария Багоцкая и Павел Купцов). Циммер рассказывает, какие именно факторы влияют на то, что родители передают своим детям — это не только митохондриальная ДНК и изменяющие активность генов эпигенетические метки, но и культура, география, экономика. С разрешения издательства «Медуза» публикует главу о редактировании генома и его возможном влиянии на будущие поколения людей.
Генетическая наследственность имеет большое значение, и мы на удивление плохо понимаем, почему это так важно и как наши действия могут на нее повлиять.
Одним из тех немногих, кто размышлял об этике изменения наследственности, был теолог Эммануэль Агиус. Еще в 1990 году, за несколько лет до того как система CRISPR получила свое название, Агиус утверждал, что модификация зародышевой линии клеток лишит будущие поколения части их наследия.
«Общий генофонд человечества не знает национальных или временных границ, это биологическое достояние всего нашего вида, — писал Агиус. — Поэтому ни одно поколение не имеет права менять генетический состав человечества».
Но что это на самом деле значит — изменить генофонд вида? Рисуются разные варианты развития: утопия без заболеваний или антиутопия, где богачи с удовольствием пользуются генетически улучшенным здоровьем и интеллектом, а бедняки страдают от природных бедствий. Некоторые даже заявляют, что таким образом мы превратим Homo sapiens в полностью новый вид.
Все это фантазии. Но иногда фантазии оказываются пророческими. А иногда фантазии так и остаются вымыслом. Мечты Германа Меллера о выборе зародышевых клеток отчасти сбылись, отчасти же оказались воздушными замками. Он предполагал, что социалистическое правительство защитит будущее человеческого генофонда. Доживи ученый до наших дней, он, возможно, был бы поражен, увидев, что банки спермы, экстракорпоральное оплодотворение и преимплантационную генетическую диагностику породил капитализм. Родители не вызывались добровольцами во исполнение морального долга. Они стали потребителями.
В какое бы будущее мы ни пришли, путь начинается от сегодняшнего дня. Преимплантационная генетическая диагностика может заметно изменить процесс рождения детей. В 2014 году — через 36 лет после рождения первого ребенка из пробирки — в США в результате ЭКО на свет появилось 65 175 младенцев. Это примерно 1,6% от всех родившихся в тот год американцев. Конечно, преимплантационную диагностику из них прошли лишь немногие (точное число их узнать нелегко). Во всем мире ее проходят десятки тысяч детей. Все вместе это — лишь небольшая доля от 130 миллионов новорожденных, появляющихся в мире ежегодно. Но каждый год все больше родителей прибегают к этим процедурам, и иногда это поощряется правительством. В 2010 году исследователи оценили, какое количество средств сможет сэкономить пара, которая использует преимплантационную диагностику, чтобы избежать муковисцидоза у ребенка. Процедура стоимостью 57 500 долларов позволит избежать пожизненного лечения стоимостью 2,3 миллиона долларов.
Ныне родители используют преимплантационную диагностику, когда уже знают, что существует риск развития у ребенка определенных заболеваний. По мере совершенствования технологии секвенирования ДНК врачи смогут проверить каждый ген у эмбриона и выявить те наследственные заболевания, о носительстве которых родители и не подозревают. Это звучит соблазнительно! Я могу себе представить, как это будет работать, посмотрев на свой собственный геном.
Например, оказалось, что в одной из копий моего гена pigu есть мутация, которая увеличивает риск развития рака кожи. Если бы я мог выбирать, то предпочел бы, чтобы мои дети унаследовали хороший вариант гена, а не плохой. Все равно это была бы моя ДНК.
Но одним-единственным исправлением было бы сложно ограничиться. Я же знаю, что у меня есть аллель гена il23r, который заметно снижает риск развития у меня определенных заболеваний. Среди них болезнь Крона, хроническое воспаление кишечника и анкилозирующий спондилоартрит, который деформирует позвонки, вызывая постоянную боль и заставляя страдальца хронически сутулиться. Эти заболевания объединяет то, что обезумевшая иммунная система начинает атаковать ткани собственного тела. Никто точно не знает, чем запускается это нападение, но мой вариант il23r, встречающийся только у 8% европейцев, снижает активность сети передачи сигналов в иммунной системе. Этот вариант гена оказался настолько эффективным, что фармакологи использовали механизм его действия в качестве основы для разработки лекарств против аутоиммунных заболеваний. Как родитель я бы сделал все возможное, чтобы снизить риск получения моими детьми болезней, от которых их спины будут ужасно болеть, а кишечник — хронически расстраиваться. Самое меньшее, что я мог бы сделать, — это дать им свой защищающий аллель гена il23r, а не обычный.
Если законодательно будет разрешено, то некоторые родители, возможно, спросят, а не могут ли они сами выбирать аллели, которые влияют и на другие характеристики их детей. За счет одной только преимплантационной генетической диагностики обычно сложно добиться сильных изменений. Но могут быть и исключения. Ученые обнаружили мутацию в гене stc2, которая изменяет гормон станниокальцин, вырабатываемый нашим организмом. Одна копия мутантной версии может увеличить рост на 2 см. Но она встречается только у одного человека из тысячи.
Сложно предсказать, насколько далеко зайдут папа с мамой в выборе аллелей. Физик Стивен Хсу из Университета штата Мичиган заявил, что, выбирая нужные эмбрионы, родители могли бы повысить интеллект своих детей. Их доктора проверили бы каждый вариант из сотен генов эмбриона, влияющих на интеллект, а затем имплантировали бы тот эмбрион, у которого собралась лучшая комбинация. Хсу подсчитал, что таким образом можно будет повысить значение IQ на 5–10 баллов.
Генетики с усмешкой восприняли заявления Хсу. Мы все еще очень мало знаем о генах, которые влияют на интеллект. И хотя ученые сфокусировали свое внимание на исследовании тех нескольких, которые могут играть в этом роль, вполне возможно, что настоящее влияние оказывают соседние гены или генные регуляторы. Поскольку мы к тому же плохо представляем, как эти «гены интеллекта» взаимодействуют со средой, выбор каких то определенных аллелей для эмбриона может не дать никакого эффекта.
Этот скептицизм не остановил Хсу. В 2011 году он присоединился к Пекинскому институту геномики, где основал лабораторию когнитивной геномики. Исследователи планировали собрать ДНК от 2000 самых умных людей в мире и найти общие генетические варианты. В 2013 году о проекте пронюхали журналисты и описали его в захватывающих дух выражениях. «Почему некоторые люди такие умные? Зная ответ, можно будет создать поколение супердетей», — гласил заголовок статьи в Wired. Журнал Vice объявил: «Китай проектирует гениальных младенцев».
Согласно Vice, команда института геномики подошла вплотную к открытию аллелей интеллекта, а Китай «разработал генно-инженерный проект, получивший одобрение государства». Джон Боханнон из Wired предположил, что поколение супердетей появится, если, как это делается в Сингапуре, государство будет поощрять родителей использовать преимплантационную диагностику для выбора эмбрионов с генетическими предпосылками высокого интеллекта. Сам Хсу счел такие репортажи возмутительными. В своем интервью журналисту Эду Йонгу он сказал без обиняков: «Это чушь».
Однако собственные мечты Хсу достигали меллеровских масштабов. Представьте себе, что преимплантационная генетическая диагностика отвечающих за интеллект генов получила широкое распространение в стране. Теперь представьте, что дети, получившиеся после такой процедуры, повторили ее на своих собственных детях. В 2014 году в эссе для журнала Nautilus Хсу заявил, что все это не будет отличаться от действий скотоводов, выбирающих животных по размеру тела или объему производимого молока. С таким количеством влияющих на интеллект генов можно было бы улучшать результаты тестов в целом ряду поколений, пока значения не достигнут уровня, выходящего за пределы измерительных возможностей современных опросников. «Способности такого рода намного превысят те максимальные способности, которые были у примерно 100 миллиардов человек, живших ранее», — пообещал Хсу.
В 2017 году я написал исследователю по электронной почте, чтобы спросить, как продвигается осуществление его мечты. Прошло ведь уже шесть лет с начала китайского интеллектуального проекта. И за все это время я не слышал ни об одном конкретном результате. Хсу ответил мне, что институт секвенировал ДНК примерно у половины из планируемых 2000 человек. Но затем у института возникли коммерческие разногласия с компанией, которая обеспечивала ему оборудование для секвенирования.
«И как следствие, — объяснил Хсу, — институт закрыл наш проект. Так что на сегодняшний день мы даже не отсеквенировали все образцы ДНК». Первому поколению супердетей придется подождать.