Контроль над исследованиями рекомбинантных ДНК

Глава тринадцатая

ГЕНЕТИК В РОЛИ ДОКТОРА ФРАНКЕНШТЕЙНА

В глазах современной общественности генетики часто ассоциируются с образом героя романа Мэри Шелли «Франкенштейн», безумно увлеченного своей работой и создавшего ужасное чудовище. Генетиков обвиняют в том, что они во что бы то ни стало, невзирая на финансовые траты, стремятся приоткрыть завесу над тайнами жизни, создают вредные продукты и даже нарушают мировой порядок. Того и гляди, жители всемирной деревни, уподобившись своим собратьям из романа Шелли, вооружатся метафорическими вилами и пойдут на штурм замка науки, топча по дороге поля генетически модифицированных продуктов и выкрикивая лозунги протеста против «новой генетики».

Контроль над исследованиями рекомбинантных ДНК

Споры о роли генетики начались задолго до современного расцвета генной инженерии. Еще в 1970-х годах не только ученое сообщество, но и широкая публика принялись обсуждать вопросы, связанные с противоречивыми перспективами новых биологических технологий. В чем же заключался основной вопрос? Основной темой споров была рекомбинантная ДНК, которую называли также химерной ДНК. В лабораторных условиях стало возможным создавать искусственные ДНК, комбинируя между собой гены разных видов и получая такие сочетания, которые бы никогда не встретились в природе. Большинство искусственных ДНК синтезируются в научных целях. Это контролируемые эксперименты, на основе которых ученые стремятся получить новые сведения об изучаемых ими биологических системах. Однако в некоторых случаях исследователям просто любопытно «посмотреть, что получится». Часто получаются ожидаемые результаты, но порой происходит нечто неожиданное. И это вполне объяснимо с научной точки зрения: ведь мы никогда не можем заранее все знать и все предсказать. Поэтому ученые никогда не могут обещать, что полученные ими клетки с рекомбинантными ДНК будут абсолютно безопасными. Именно такая неуверенность и послужила отправной точкой для дискуссий по поводу опасностей современной генетики.

С такой проблемой столкнулись молекулярные биологи, изучавшие в 1970-х годах гены вирусов, вызывающих возникновение рака, и внедрявшие их в бактерии Е. coli. При этом они руководствовались благими намерениями: изучить функции раковых генов на примере простых биологических систем. Но с помощью данной технологии можно было бы создать и вредные канцерогенные бактерии, заражающие людей. По мере развития технологии ученые все более приходили к мысли об опасном направлении своей работы и задумывались о ее глобальных последствиях. В конце концов, 11 известных молекулярных биологов опубликовали открытое письмо в престижных журналах «Nature» и «Science», призвав своих коллег наложить мораторий на определенные виды экспериментов и с большей осторожностью относиться к остальным опытам. В частности, они предлагали ввести запрет на эксперименты с генами устойчивости к антибиотикам, генами токсинов и генами канцерогенных вирусов; призывали организовать дискуссию на эту тему; просили Национальный институт здоровья США (NIH) разработать правила и принципы проведения подобных экспериментов.

Для ученого сообщества это был шаг огромной важности: перед лицом неизвестной и в общем-то не вполне определенной опасности ученые осознанно воздерживались от проведения экспериментов. Подписавшиеся под этим письмом, по всей видимости, не ожидали, какой резонанс вызовет их заявление во всем мире.

Как только о письме стало известно средствам массовой информации, широкая публика восприняла потенциальную опасность, как вполне реальную. «Если бы эти эксперименты не были так опасны, — часто рассуждали люди со стороны, — то разве ученые стали бы их запрещать?» Однако технология получения рекомбинантных ДНК открыла совершенно новые направления исследований. Перспективы получения Нобелевской премии и огромных экономических выгод также смущали ученых. Ко времени проведения дискуссий многие из них уже стремились не столько обсудить возможные этические проблемы, сколько убедить публику в безопасности своих работ. То, что начиналось как ответственный поступок, превратилось в нежелание допускать в свои планы непосвященных. И хотя многие противоречия к нашему времени уже удалось более или менее разрешить, да и накал страстей снизился, было бы полезно кратко напомнить о сути этих споров.

С 24 по 27 февраля 1975 года ряд известных во всем мире молекулярных биологов собрался в Аси-ломаре, близ города Монтерей в штате Калифорния. Некоторые из собравшихся заявили, что этические опасения преувеличены и потребовали продолжения важных исследований. Другие были обеспокоены возможными законодательными постановлениями или судебными преследованиями, если будет доказано, что исследования представляют опасность для здоровья. Многие же просто считали, что они попусту тратят время. На конференции было принято постановление продолжать исследования и заменить мораторий на ряд принципов, которых следует придерживаться при проведении экспериментов с различной степенью риска. Были высказаны следующие предложения:

1) увеличить число уровней безопасности для экспериментов, представляющих высокую степень потенциального риска;

2) использовать ослабленные разновидности генетически измененных микроорганизмов в специальных лабораторных условиях.

Главная трудность тогда (впрочем, как и сейчас) заключалась в том, чтобы оценить степень риска таких обстоятельств, о которых еще мало что известно. Национальный институт здоровья, финансирующий большую долю биологических проектов, взял инициативу в свои руки и разработал ряд положений, предложив их для открытого обсуждения. Для определения правил проведения исследований был образован Комитет по рекомбинантной ДНК, состоявший из экспертов разных областей биологии, а также из представителей частных компаний, использующих новые технологии. Последующие дискуссии также развертывались в основном вокруг возможных опасностей. И хотя от представителей промышленных компаний стоило ожидать того, что они будут ратовать за практически свободное экспериментирование, многие из них проявили ответственность и высказались за регулирование исследований. Они тоже опасались возможных негативных последствий и судебных исков в случае нанесения ущерба с их стороны, а потому также предложили разработать основные принципы. Другие же ученые утверждали, что им не дают работать, хотя исследования в области рекомбинантной ДНК помогли бы решить такие глобальные проблемы, как голод и инфекционные болезни.

23 июня 1976 года Дональд Фредериксон, директор Национального института здоровья, утвердил ряд формальных правил исследований в области рекомбинантной ДНК, придерживаться которых должны были все, кто получает гранты от этого института. В них были определены четыре уровня физической безопасности исследований согласно оцененной степени их риска. Первый уровень — безвредные эксперименты с использованием стандартных биологических технологий. С каждым последующим уровнем количество ограничений и предостережений возрастало настолько, что для экспериментов четвертого уровня — вроде тех, что показаны в фильме «Штамм Андромеды», — подходящих лабораторий не существовало вплоть до 1978 года. Кроме того, три штамма Е. coli были распределены по трем уровням биологической безопасности. Стандартные лабораторные штаммы обозначили как ЕК1. Штаммы ЕК2 были определены как характеризующиеся преднамеренно вызванной мутацией, способные выжить вне лаборатории с вероятностью 1 х 10^-⁸. ЕКЗ — те же штаммы, только совершенно не способные выжить в организмах животных и растений или вне лаборатории. Для того чтобы вырастить ослабленный штамм Е. coli, в который можно было бы внедрить рекомбинантную ДНК, Рой Кер-тисс, член комитета при Национальном институте здоровья, разработал штамм хи-1776 (в честь 200-летия провозглашения независимости США), содержащий 15 отдельных блоков для нормального размножения. Роль, которую образованная публика может сыграть при решении вопросов, связанных с регулированием потенциально опасных научных исследований, прояснилась в ходе одного из обсуждений в Кембридже (штат Массачусетс). В тот день, когда были опубликованы правила проведения генетических экспериментов, мэр Кембриджа Альфред Ве-луччи открыл публичные слушания по поводу предложения построить специальную лабораторию по переносу генов животного вируса SV40 в Е. coli. Это предложение выдвинул Марк Пташне, ученый Гарвардского университета. На этом слушании присутствовал один из авторов этой книги. В Кембридже, где располагаются Гарвардский университет и Мас-сачусетский технологический институт, конечно же уже имелись многочисленные лаборатории, где проводились генетические эксперименты, но строительство нового здания требовало разрешения городского совета, и предложение Пташне, получившее широкую огласку, решили обсуждать на открытом заседании.

В течение двух с половиной часов перед представителями телевидения, радио и прессы, а также перед сотнями собравшихся выступали сторонники и противники строительства. Одни ученые приводили аргументы о необходимости строительства, утверждая, что такая лаборатория необычайно полезна для изучения рака, тогда как риск выведения опасных бактерий «крайне невелик». Другие ученые и представители общественности утверждали, что непредвиденные инциденты уже неоднократно происходили в самых надежно защищенных лабораториях и что, если будут выведены опасные микроорганизмы, их уже нельзя будет остановить. Вопросы мэра и его советников показывали, что они хорошо подготовились к слушаниям и ознакомились с материалом. В заключение мэр потребовал наложить двухлетний мораторий на все исследования рекомбинантной ДНК, проводимые в Кембридже, но городской совет предложил создать Экспериментальный гражданский совет по пересмотру (CERB) в составе восьми членов, не принадлежащих к кругу ученых. В него вошли четыре мужчины и четыре женщины: врач, философ, агент по продаже горючего, инженер-проектировщик, клерк, медсестра, социальный работник и домохозяйка. Члены совета ознакомились с необходимыми специальными сведениями из молекулярной биологии и в январе 1977 года вынесли единогласное решение — одобрить строительство лаборатории. Этот комитет создал прецедент для последующих слушаний подобного рода по поводу исследований в области рекомбинантной ДНК. Данный случай показал, что обычные граждане вполне способны понять научные проблемы и вынести здравое решение, не препятствующее развитию науки и не представляющее опасности для общества.

В Великобритании вопрос о рекомбинантной ДНК был решен иным образом. Правительство учредило Консультативную группу по генетическим манипуляциям (Genetic Manipulation Advisory Group, GMAG), в состав которой вошли политики, ученые и представители профсоюзов. Все предлагаемые эксперименты в области рекомбинантной ДНК должны получить одобрение GMAG, принятое на основе современных данных. Основное отличие от американской практики состоит в отсутствии общественного обсуждения, в объединении в одном органе представителей правительства, частного сектора и ученых и в том, что решение может быть изменено в свете последующих научных открытий. В настоящее время как минимум семь стран Европы учредили комитеты по генной инженерии. Канадский Медицинский исследовательский совет придерживается постановлений Национального института здоровья, но уделяет особое внимание вирусам и клеточным культурам млекопитающих.

Генетически модифицированные организмы

Вопросы общественного влияния на генетику и регулирования научных исследований в этой области, во многом не решены до сих пор. По мере совершенствования микробиологических технологий и методов появляются все новые и новые поводы для беспокойства. В настоящее время речь уже идет не о том, чтобы добавить несколько новых генов лабораторным бактериям. В наше время вполне доступной стала технология создания в коммерческих целях генетически модифицированных организмов, то есть трансгенных растений и животных с заданными признаками. Многие трансгенные организмы до сих пор содержатся в лабораториях для тестирования, но некоторые уже выпущены на рынок. Трансгенные технологии стали очередным поводом для жарких споров, так как здесь сошлись интересы получения выгоды и сохранения окружающей среды и здоровья людей. Вопрос сводится к тому, насколько безопасно внедрять в организм чужую ДНК и насколько далеко можно предвидеть результаты такого внедрения. Последние десять с лишним лет, в течение которых генетически модифицированные продукты использовались достаточно широко, доказали, что эти технологии не такие уж безвредные. Например, в некоторых случаях инсулин, полученный от трансгенных бактерий, приводил к неблагоприятным последствиям. Однако и особо опасных ситуаций еще не возникало. Национальный институт здоровья пересмотрел некоторые свои рекомендации, и теперь генетики могут пользоваться значительной свободой в своих экспериментах, хотя наиболее опасные из них по-прежнему находятся под контролем. Вопросы по поводу модифицированных организмов остаются, и стоит упомянуть хотя бы некоторые из них.

Первыми генетически модифицированными организмами были бактерии центров кристаллизации льда и помидоры сорта Flavrsaver, выведенные еще в 1970-х годах. Бактерии предназначались для того, чтобы после распыления на растениях они образовывали центры кристаллизации льда; таким образом можно было бы немного повысить устойчивость сельскохозяйственных культур к холоду и увеличить период роста. Помидоры должны были созревать позднее обычного, чтобы дольше сохраняться на складе. Планировалось также уменьшение отходов из-за помятых и слишком мягких экземпляров. После шумных протестов общественности разведение этих организмов запретили.

Многие генетики восприняли шум вокруг модифицированных продуктов как своего рода бурю в стакане воды, и, действительно, за первыми протестами последовало несколько относительно спокойных лет. Но два события показали, что некоторые представители общественности настроены резко против внедрения достижений современной генетики в повседневную жизнь. Сначала в 1993 году некто по прозвищу Унабомбер (позже выяснилось, что его настоящее имя Теодор Качински) послал почтой бомбу ведущему американскому генетику Чарльзу Эпштейну в знак протеста против «новой генетики». Этот инцидент получил широкое освещение в прессе. Позже, в 1996 году, многие газеты и журналы обошли фотографии, на которых члены организации «Гринпис» протестуют против генетически модифицированных продуктов. Это было довольно серьезное, хорошо организованное мероприятие с сотнями участников на надувных лодках «Зодиак» и большими плакатами с надписью «Остановим генетическое загрязнение». Своей мишенью «гринписовцы» выбрали грузовые суда, доставлявшие трансгенную сою из Северной Америки в Европу. Для ванкуверских генетиков (таких, как А. Гриффите и Д. Сузуки, авторов этой книги) это событие стало поистине двойным потрясением, поскольку организация «Гринпис», поначалу боровшаяся с китобойным промыслом и испытаниями ядерного оружия, зародилась именно в Ванкувере. Каким же ударом было узнать, что в разряд своих врагов она включила и «злых генетиков»! За последние несколько лет лихорадка протеста распространилась быстрыми темпами и охватила весь цивилизованный мир. Многочисленные демонстрации против генетически модифицированных продуктов стали обычным явлением; решительно настроенные члены радикальных группировок выражают свое гражданское неповиновение тем, что уничтожают трансгенные растения и даже пытаются разрушить фабрики по их производству и научные центры. Недавно вышел номер журнала «Экономист», на обложке которого была изображена чудовищная картофелина «Франкенфуд», восклицающая: «Кто боится ГМ-пищи?» (ГМ — генетически модифицированный продукт). В то же время и надежды ученых на то, что с помощью генетически модифицированных продуктов удастся накормить бедные страны и решить проблему голода, также не сбылись. Об этом мы поговорим далее.

Технологии в контексте

Одна из сторон возникшей проблемы — научное просвещение. Как шутят агенты по продаже недвижимости, три ключевых элемента, помогающих продать дом, — это его место, место и еще раз место. Точно так же и в научном просвещении основные три момента — это контекст, контекст и еще раз контекст. Без знания контекста все новые открытия ученых подобны воздушным шарам — красивым, но ничего не значащим для остального человечества. Неприятие достижений современной генетики во многом коренится в том, что неизвестен контекст их применения, и поэтому мы должны для начала рассмотреть новые генетические технологии в свете технологии вообще.

Во всякой технологии есть свои положительные и отрицательные стороны. Многие согласятся с тем, что промышленная революция XIX века, основанная на научных достижениях в области физики и химии, повысила уровень жизни в индустриально развитых странах. Однако обратная сторона прогресса налицо. Например, промышленная революция подарила человечеству двигатель внутреннего сгорания, с помощью которого передвигаются автомобили и другие машины. Автомобиль люди любят за скорость, за то, что в нем легко перемещаться в удаленные места, но при этом он наносит большой ущерб окружающей среде и здоровью людей своими выхлопными газами, не говоря уже о том, что для производства автомобилей добывают в шахтах металлы, выкачивают из недр земли нефть; для строительства шоссе вырубают леса, уменьшая тем самым биологическое разнообразие. С развитием транспортной сети города растут и еще более уменьшают площадь нетронутых участков природы. Только в одной Канаде ежегодно около 16 тыс. смертей относят на счет загрязнения атмосферы транспортными средствами. К этому количеству нужно добавить тысячи тех, кто гибнет в автомобильных авариях. И эти смерти реальны, а не гипотетичны. Хотя все трагические случаи близко затрагивают членов семьи погибших, общество относится к ним снисходительно и считает неизбежной платой за те блага, которые принес двигатель внутреннего сгорания.

Химическая промышленность тоже производит огромные загрязнения. Химическая революция прошлого века (проходившая под лозунгом «Химия даст нам лучшие вещи для большего комфорта») подарила нам пластмассы, синтетические красители и многие другие полезные материалы. Но она же стала причиной пищевых отравлений инсектицидами, дыр в озоновом слое, загрязнения водоемов, радиоактивных отходов и тысяч ядовитых отстойников по всему миру. Химическая промышленность несет ответственность не только за многие болезни людей, но и за гибель бесчисленных растений и животных в естественных экосистемах.

Генетически модифицированные организмы следует рассматривать в таком же контексте. Конечно, никто не спорит с тем, что современные биотехнологии имеют свои отрицательные стороны с социальной, экологической и медицинской точек зрения, даже если до сих пор практически не было сообщений о заболеваниях, вызванных потреблением модифицированных продуктов. Но потенциальный вред любой технологии нужно рассматривать вместе с потенциальным благом от ее применения, и в этом отношении генетические технологии стоят вровень с другими технологиями.

Современные дискуссии по поводу применения генетических технологий следует вести с учетом опыта прошлого и использования в будущем любых технологий. Человечество уже достаточно ошибалось в прошлом, пора научиться осторожности. Таков основной принцип осторожности: при условии выбора тактики и при ограниченных возможностях предвидеть последствия, действовать так, чтобы причинить минимум вреда, и так, чтобы любой шаг был обратим. В любом случае не следует принимать важных решений, пока не будут тщательно рассмотрены все стороны проекта. Такая тактика основана на том, что в прошлом уже принимались безответственные решения об использовании новых технологий, не имеющих прецедентов, а возможность переносить гены из одного организма в другой действительно не имеет прецедентов. Когда обнаружилось, что ДДТ может убивать насекомых, то с помощью этого вещества надеялись навсегда покончить с вредителями. В 1948 году открывший его Пауль Мюллер получил Нобелевскую премию. И хотя генетики понимали, что отбор резистентных мутантов неизбежен, а экологи знали, что вредные насекомые представляют собой лишь небольшую часть всех насекомых, широкое применение инсектицида казалось вполне приемлемым способом контроля над извечными врагами полей. Никто и не предполагал, что ДДТ и другие химикаты распространятся в природе настолько, что войдут в пищевые цепи. Химикаты накапливаются в жировой ткани и вместе с пищей переходят в организм других животных. В процессе биомагнификации концентрация этих веществ увеличивается в тысячи, и даже сотни тысяч раз, достигая критического уровня в скорлуповых железах птиц и молочных железах женщин. Этот феномен обнаружили только после того, как начали исчезать многие хищники. Никакие меры предосторожности не помогали предотвратить столь непредвиденную опасность. Не было возможности предвидеть последствия применения и хлорфторуглеродов, которые в первое время называли чудом современной химии. Эти вещества химически инертны и служат прекрасными переносчиками химических веществ в аэрозольных баллончиках. Никто не знал, что хлорфторуглероды будут накапливаться в верхних слоях атмосферы и свободные радикалы хлора начнут разрушать озоновый слой. Природа революционных технологий такова, что мы не можем предусмотреть всех последствий их использования.

Аргументы против генетически модифицированных продуктов

В ходе споров по поводу генетически модифицированных продуктов был выдвинут ряд аргументов против их использования. Мы перечислим здесь основные доводы противников, лежащие в основе их рассуждений. Мы не призываем принять ту или иную сторону, а всего лишь предлагаем внимательно подумать над этими аргументами, часть которых заслуживает серьезного рассмотрения.

Непредсказуемость генетических изменений

Сторонники трансгенных исследований утверждают, что трансгенная ДНК — всего лишь ДНК, и генетики давно многое о ней знают, поэтому, казалось бы, и нет повода для беспокойства. Однако, как ведет себя ДНК, мы знаем на основании наблюдений и экспериментов, проводящихся внутри одного и того же вида. В ходе трансгенных исследований ДНК одного вида переносят в клетки другого вида, и было бы опасно рассуждать, что она будет вести себя точно так же, как и внутри одного вида. Чтобы осознать сложность этого вопроса, вспомните основное содержание гл. 11: весь геном функционирует как превосходно отрегулированный механизм, направляя развитие организма с одной стадии на другую. Ген никогда не проявляет своего действия отдельно, независимо от других генов. Он, скорее, функционирует как элемент всего генома. Опыты по традиционной селекции растений и животных показали, что изменения всего лишь нескольких генов способны оказать необычайно сильное воздействие на развитие целого организма. Большинство мутаций, с которыми имеют дело в традиционной селекции, плейотропны, то есть затрагивают несколько признаков и имеют множественный эффект. Они могут привести к разительным переменам во внешних признаках, хотя и не создают «монстров». Например, белокочанная, цветная, брюссельская капуста, брокколи и кольраби очень сильно различаются по внешнему виду, но все они представляют собой мутации одного и того же вида дикого растения, Brassica oleracea. Точно так же и все породы собак произошли посредством мутации одного и того же вида дикой собаки; при этих мутациях было затронуто всего несколько генов из многих тысяч. И хотя в результате отдельных мутаций часто появляются отличающиеся друг от друга организмы, в целом такие мутации редко приводят к появлению уродств или «монстров».

Однако отрезок чужой ДНК, помещенный в новую клетку, находится в совершенно новом для себя окружении. Нельзя до конца представить, какие функции он будет выполнять, хотя, конечно же, об этом можно судить на основании наших знаний в области биологии клетки. Это все равно что пригласить Мика Джаггера из «Роллинг стоунз» в симфонический оркестр нью-йоркской филармонии. Хороший дирижер (биолог в нашем случае) прекрасно представляет, как звучит рок-гитара и как ее стиль можно вписать в музыку оркестра, но до конца быть уверенным в том, что ее звук вольется в звучание оркестра, дирижер не может, пока не приступит к настоящей репетиции. Проблема трансгенных исследований заключается в том, что потенциальную выгоду от манипуляций с ДНК можно предсказать на основе современных знаний о генах, но все потенциальные негативные последствия предсказать гораздо труднее, если вообще возможно.

За годы развития генной инженерии в различные геномы было перенесено довольно много чужих генов, и при этом не было создано особых «монстров». Первым трансгенным животным стала мышь с крысиным геном гормона роста. Как и ожидалось, она выросла значительно больше своих братьев и сестер (и выглядела при этом скорее как крыса), но проблем со здоровьем у нее не наблюдалось. Сегодня генетики уже привыкли использовать в своих экспериментах трансгенных животных. Гены светлячка были перенесены растениям, которые светились в темноте; точно так же гены медузы можно перенести мышам, чтобы они также светились в темноте. Гены бактерий пересаживали плодовым мушкам и растениям, после чего в местах экспрессии трансгена ткань приобретала голубой цвет. Такие генотипы были получены в результате преднамеренных и контролируемых экспериментов. Часто требуемые гены долго обрабатывают, чтобы приспособить их к геному нового хозяина. Селекционеры растений также вырастили много гибридов, которые никогда бы не встретились в природе. Например, тритикале представляет собой созданный человеком гибрид пшеницы и ржи, которые принадлежат к разным биологическим родам. Казалось бы, при скрещивании столь далеких биологических систем имелись все возможности для проявления самых негативных последствий, но тритикале показало себя довольно ценной пищевой культурой. При этом мутант не разрушил естественную экосистему. Накопленный опыт позволяет приступить к дальнейшим экспериментам, и при последующих исследованиях всегда будет полезно учитывать контекст предыдущих испытаний.

И, наконец, секвенирование генома человека и других организмов показало, что этот геном содержит множество генов других организмов (таких, как бактерии); они были включены в наши ДНК неизвестным пока образом, скорее всего, были привнесены вирусами. Такое явление называется горизонтальной передачей, в отличие от обычной вертикальной передачи генов от родителей потомству. Поэтому все мы являемся в каком-то смысле естественными трансгенными организмами.

Влияние генетически модифицированных продуктов на здоровье

Организмы, которые мы используем в пищу, представляют собой смесь органических компонентов, одни из которых полезны, а другие опасны для здоровья. Исследования в области диетологии и физиологии питания регулярно обнаруживают новые полезные свойства питательных веществ. Танины в красном вине и каротины в помидорах положительным образом воздействуют на сердечно-сосудистую систему и предотвращают развитие рака. В то же время многие питательные вещества обладают и негативным воздействием. Некоторые из них даже являются канцерогенами, например некоторые вещества, содержащиеся в черном перце и на поверхности жареных продуктов. Многие люди страдают аллергией на те или иные виды пищи. В любом случае страх перед генетически модифицированными продуктами заключается в том, что они могут содержат вещества, влияние которых на организм человека еще не изучено, в частности, чужеродные белки могут стать причиной новых видов аллергии. В 2001 году независимая научная комиссия сделала доклад о «средней вероятности» того, что белок Сгу9С в генетически модифицированной кукурузе «Старлинк» стал аллергеном для человека. Многие американские учреждения, такие как Департамент сельского хозяйства, пытаются изъять кукурузу «Старлинк» из продуктов, предназначенных для питания людей, но при этом предполагают, что мокрый помол кукурузы удаляет все белки этой кукурузы из переработанных продуктов питания.

Некоторые виды зерновых, такие, как кукуруза, были генетически модифицированы с внедрением гена бактерий Bacillus thuringensis (Bt), которые вырабатывают токсин, убивающий насекомых-вредителей этих растений. Возможное влияние на человека пищи, содержащей белок Bt, пока не изучено, но эти продукты уже появились на рынке. В докладе, представленном известными учеными из американской Национальной академии наук, говорится, что пока не было получено доказательств вредного воздействия генетически модифицированных продуктов на организм человека, хотя достаточного времени, чтобы изучить их воздействие. Мимоходом отметим иронию в поведении крупнейших поставщиков картофеля Канады и США для системы «фаст фуд». Давно было документально подтверждено, что пища «фаст фуд» из-за высокого содержания жиров и холестерина вредна для здоровья, но производители поспешили прекратить поставки трансгенного картофеля именно на том основании, что он якобы «негативно сказывается на здоровье».

Возможный экологический урон

Сельскохозяйственные растения выращиваются на полях, где генетически модифицированные организмы имеют много возможностей вступить в контакт с другими организмами и где такие векторы, как вирусы, могут перенести свои гены другим растениям. Однако наряду с этим огромные площади пахотных земель в мире засажены специально выведенными видами, чуждыми для местной экосистемы, так что уже имеются все основания для такого рода распространения генов. Так называемые виды-колонисты послужили причиной значительных экологических кризисов.

Растения, содержащие гены токсинов против насекомых, таких как гены Bt, будут, несомненно, действовать как средство отбора, убивающее огромное количество насекомых на больших полях, поэтому вскоре появятся насекомые, устойчивые к таким токсинам. Это приведет к непредвиденным экологическим последствиям. В одном исследовании отмечалось, что пыльца, содержащая токсин Bt, убивает бабочек-монархов, но последующие исследования показали, что в диких условиях это не представляет угрозы. Любая угроза токсинов меркнет перед тем воздействием, которое оказывает уничтожение естественной среды обитания многих видов. Все приведенные рассуждения вовсе не означают, что мы должны принимать во внимание возможный экологический урон от генетически модифицированных организмов. Напротив, мы обязаны постараться устранить все угрозы, исходящие от человеческой деятельности. Отметим, что угроза выведения устойчивых насекомых не ограничена растениями с геном Bt. Любые поля, опрыскиваемые инсектицидами, — это идеальная среда для выведения устойчивых разновидностей.

Усиление власти и рост прибыли транснациональных корпораций

Трансгенная биология — дорогая отрасль науки, поэтому проведение исследований зависит от финансирования корпорациями, которые заинтересованы в возможной выгоде от внедрения новых технологий. В связи с этим трансгенная биология развивается, прежде всего, как средство увеличить доходы корпораций, а не как способ помочь бедным и нуждающимся. Неудивительно, что многие воспринимают современные генетические технологии как источник «генетического загрязнения», а генную инженерию — как «непредсказуемое, неконтролируемое, ненужное и нежелательное» направление науки (судя по словам представителей «Гринпис»).

Здесь полезно вспомнить, что ученые, как мы говорили в гл. 1, подразделяются на немногих академических ученых, то есть теоретиков, занимающихся фундаментальными исследованиями, и на огромное количество практиков, состоящих на службе у государства и крупных компаний. Стремление теоретиков получить новые знания и с их помощью улучшить состояние общества часто противоречит устремлениям компаний и тех ученых, которые состоят у них на службе. Главная цель корпораций — получить прибыль при помощи новых достижений. Это не значит, что академические ученые обязательно «хорошие», а компании «плохие». Однако в целом верно то, что теоретики в своих исследованиях продвигаются крайне медленно и с огромной осторожностью делают общие выводы, тогда как коммерческие организации находятся под постоянным давлением инвесторов, требующих регулярной отдачи средств. Такое фундаментальное противостояние важно учитывать при рассмотрении проблемы генетически модифицированных организмов. Оно оборачивается противостоянием между технологией, которая, как правило, этически нейтральна, и применением технологии, которая может быть весьма сомнительной с нравственной точки зрения.

Некоторые корпорации добиваются глобального доминирования в своей отрасли. Например, Марк Лаппе и Бритт Бейли сообщили (по общественному альтернативному радио в США) о своем опыте работы с производителями сои и о том, как корпорация «Монсанто»¹ пытается контролировать этот рынок. «Монсанто» перенесла в сою ген устойчивости к гербициду глифосфату, который продается под торговым названием «Раундап» (Roundup). Цель «Монсано» — сделать так, чтобы фермеры использовали их гербицид как можно шире и, следовательно, были вынуждены приобретать их сорта сои. К 1999 году корпорация уже контролировала две трети американского рынка. Корпорации «Монса-но» официально принадлежат семена этих сортов, и фермеры должны закупать их каждый год, а не сохранять часть семян для посева, как это бывает при традиционном способе ведения сельского хозяйства. Сохранение семян будет считаться присвоением чужой марки и преследоваться по закону. Лаппе и Бейли в своем расследовании получили неоспоримые доказательства определенного жульничества, встретившись с жестоким сопротивлением со стороны «Монсано». Тем временем продолжают выращиваться сорта сои — основного источника белка в мире — с белками, функция которых до конца не изучена. Кроме того, в сое, по всей видимости, изменен уровень фитоэстрогенов — растительных аналогов гормонов млекопитающих, и еще не известно, к каким последствиям это может привести. Люди потребляют все больше продуктов из сои, обработанной химикатом «Раундап», а возможные последствия его применения также неизвестны. Отметим, что эта проблема не сводится исключительно к использованию ГМ-продуктов. На протяжении XX века очень широко применялись разнообразные гербициды. Влияние их на человеческий организм тоже до конца неизвестно, но проблема регулирования их использования — это иная проблема, нежели распространение ГМ-растений.

Действия крупных корпораций зачастую можно охарактеризовать как непосредственно «злодейские». Противники генной инженерии выдвигают тезис, что промышленность использует достижения генетики, как и другие технологии, в целях получения конкурентного преимущества и обогащения. Сельскохозяйственные компании, например, специально разработали сорта растений с особыми генами, так называемыми терминаторами, которые делают семена бесплодными, и потому фермеры вынуждены ежегодно покупать новые семена. Изначально этим генам предполагалось найти достойное применение — сохранять гены внутри одной популяции и не позволять им перейти в другую. Здесь мы затрагиваем вопрос патентования. С одной стороны, патентование генетических технологий ничем особенно не отличается от других видов регистрации торговых марок, и фермеры сталкиваются с трудностями, естественными для системы патентования рыночных идей вообще. С другой стороны, генетические технологии дают настолько большие преимущества (и способны причинить такой же ущерб), что ставят очень серьезные экономические и этические вопросы. Возможно, развитое сельское хозяйство США способно позволить себе приобретать семена с терминирующими генами, продавая продукты с надбавкой, незначительной для богатого американского общества, но как быть с бедным населением развивающихся стран, которое и без того часто находится на грани голода?

Если нравственность вообще хоть что-то значит в современном обществе, то можно ли позволить промышленности богатеть за счет общества? Наверное, споры в области применения биотехнологий должны перейти на более широкий уровень дискуссий о роли науки и технологий в современном обществе. Должны ли современные технологии использоваться на благо всего общества или только для обогащения отдельных его членов? Дойдет ли общество до того порога, при котором оно больше не будет терпеть нарушения общечеловеческих прав и злоупотребления какими бы то ни было технологиями?

В последнее время вопрос о прибыли корпораций стал несколько двусмысленным. Ругать корпорации легко, но они инвестируют развитие промышленности и дают работу многим рядовым людям. Здесь следует рассматривать нашу современную экономическую систему как единое целое. Представители неоклассической экономики ратуют за то, что Адам Смит называл «невидимой рукой рынка». Они настаивают на том, что если позволить технологиям и предприятиям развиваться совершенно свободно, то в конечном счете те принесут пользу и всем людям. Однако опыт последних 200 лет заставляет отнестись к таким взглядам по крайней мере скептически². Возможно, здесь мы имеем дело с такой ситуацией, когда, как однажды мудро сказал персонаж мультфильмов Пого, «мы встретили врага, а он нас».

Неестественность ДНК-технологий (ученые в роли «богов»)

Трансгенную модификацию иногда обвиняют в неестественности. И это действительно так, но в таком случае неестественными можно назвать любые технологии, разработанные человечеством за последние несколько тысяч лет. Овцы, коровы, свиньи, куры — все они были модифицированы для удовлетворения тех или иных потребностей человека. Пищу, которую мы едим, и одежда, которую мы носим, делают из растений, генетически модифицированных традиционным образом. Трансгенное растение не более ненатурально, чем те мутантные формы растений и животных, что давно используются во всем мире; и хотя одни в этом находят утешение и даже оправдание своим доводам, другие ужасаются при одной мысли об этом. Генная терапия в принципе не более неестественна, чем лекарственная терапия или хирургическое вмешательство.

Этические аспекты клонирования

Клонирование животных, хотя и не имеет непосредственного отношения к трансгенным технологиям, также ставит подобные этические вопросы. Прежде всего, это касается млекопитающих. Известно давно о клонировании таких животных, как лягушки, но появление на свет овечки Долли, клонированной от овцы, которая не была ее матерью, вызывает жаркие споры. Вслед за этим последовали сообщения о клонировании других сельскохозяйственных животных, и посыпались обвинения в адрес генетиков, сыгравших роль доктора Франкенштейна или даже самого Бога, вмешавшись в естественный порядок размножения. Все это подтолкнуло к спорам о клонировании человека, вызывающем у многих крайне отрицательную реакцию.

Само слово «клонирование» приобрело несколько иной оттенок. Изначально клоном называлась группа идентичных организмов, произошедших от одного предка путем бесполого размножения, например культура бактерий, произошедших от одной клетки путем деления. (Заметим, что в последнее время клоном все чаще называют отдельного представителя такой группы, хотя раньше такое употребление считалось технически неправильным.) Клонирование ДНК, как было сказано в гл. 12, представляет собой метод генной инженерии, когда берут вектор и вставляют в него отдельный кусок ДНК, после чего вектор проникает в клетки, производящие копии этой ДНК. Однако когда биологи говорят о клонировании таких организмов, как овца или человек, они подразумевают другой процесс: из оплодотворенной зиготы удаляется ядро, которое заменяется ядром соматической клетки другого индивида. В удаленном ядре содержались хромосомы от матери и отца, тогда как перенесенное ядро содержит хромосомы одного индивида, донора, поэтому тот организм, который разовьется из этой зиготы, должен быть генетически идентичен донору. Впервые метод клонирования применили в исследованиях на лягушках и жабах для проверки некоторых гипотез о развитии эмбриона. Формирование идентичных близнецов (двойняшек, тройняшек и т. д.) представляет собой нечто вроде естественного клонирования человека. Идентичные близнецы происходят от случайного разделения зиготы на две клетки и более, которые затем развиваются в генетически идентичные организмы.

Овечка Долли развилась из ядра, взятого из клетки молочной железы женской особи. (Свое имя Долли получила по имени певицы в стиле кантри — пышногрудой Долли Партон.) Этой клетке позволили делиться до той поры, пока она не подошла к такой стадии клеточного цикла, когда ее ядро можно было ввести в зиготу.

Тот же метод успешно применили при клонировании и других млекопитающих. В 2001 году некоторые лаборатории сообщили об успешном клонировании людей, но получившиеся эмбрионы якобы были разрушены на самых ранних стадиях развития. (Однако ни в каких серьезных изданиях результаты этих экспериментов описаны не были.)

Какие могут быть возражения против клонирования человека? Один из аргументов касается плохого здоровья Долли, но, по всей видимости, сообщения о ее болезнях были несколько преувеличенными; однако если это и правда, то улучшенные технологии позволят устранять все возможные дефекты. (В 2003 году стало известно о гибели Долли. — Ред.)

Приведем основные возражения этического плана против клонирования человека. Во-первых, ядро нормальной зиготы должно быть разрушено, а ведь эта зигота могла развиться до человека. Во-вторых, Долли удалось создать только после многих попыток, в результате которых возникали ненормальные индивиды, и их пришлось уничтожить. В-третьих, среди общественности распространено мнение, что при помощи клонирования можно создавать армии рабочих, солдат или любых других видов служащих, в зависимости от прихоти правительства или частной компании. В-четвертых, клонируя человека, генетики берут на себя роль Бога и вмешиваются в естественный процесс репродукции человека. В-пятых, существует определенный страх перед клонированными индивидами, которых могут дискриминировать в силу их необычного появления на свет. И, наконец, существует страх, что клонирование могут использовать в целях евгеники, для создания группы людей с определенным генотипом, а ведь всем известно, как в 1930—1940-х годах нацисты пытались вывести господствующую расу (евгеника обсуждается в гл. 15). Как всегда, важно отличать технологию от неэтичного использования этой технологии, хотя в данном случае к опасениям следует относиться серьезно. Перспектива создания общества клонов, каким оно описано в романе Олдоса Хаксли «О дивный новый мир!», для большинства людей отвратительна. И благодаря такой отрицательной реакции клонирование вряд ли получит большое распространение. Многое в повседневной жизни человека зависит от любви и внимания к близким нам людям, и дети как раз проявление такой любви. Поэтому, как нам кажется, клонирование станет уделом небольшого числа богачей с необычными фантазиями. В то же время было много примеров того, как новые технологии, ставшие доступными, пробуждали в некоторых желание тут же применить их на практике. Возможность клонировать людей и управлять их генами сможет стать вполне реальной силой, направляющей человечество к осуществлению антиутопии Хаксли.

В наше же время основная практическая перспектива клонирования человечества заключается не в клонировании всего человека, а в терапевтическом клонировании. Клонированные клетки могут стать источником клеток для корректирующей генной терапии. Можно будет также клонировать поврежденные органы, например, вырастить новое сердце или новую почку. Такие клетки или органы, конечно, будут генетически идентичными организму пациента и не отторгнутся иммунной системой, и в этом их преимущество. Данное направление клонирования зависит от стволовых, то есть эмбриональных, клеток, которые еще не специализировались. Стволовые клетки можно получить также из некоторых участков взрослого организма, хотя более простой и эффективный (но этически более сомнительный) способ получения — взять из разрушенного эмбриона. Для получения эмбриона ядро клетки донора переносят в оплодотворенную зиготу. При обычном развитии такой зиготы получится организм, который будет идентичен донору (клон). Однако можно разрушить развивающийся эмбрион и получить стволовые клетки. В США эксперименты над стволовыми клетками строго регламентированы законодательством, но в Европе законы не столь суровы.

Генетические технологии в применении к человеку породили весьма любопытные, далекие от решения вопросы. В последнее время допустимыми стали некоторые вмешательства в репродуктивную систему и в геном человека — амниоцентез, оплодотворение в пробирке, соматическая генная терапия и даже суррогатное материнство. По поводу других процедур, таких как клонирование, однозначного мнения не существует, и к тому же нам еще только предстоит в полной мере оценить социальное воздействие таких технологий, как соматическая генная терапия.

Ответственность ученых

Современные генетические технологии способны причинить человечеству заметный вред, и поэтому общество должно постоянно быть начеку. В наши цели не входит защита генетических технологий или их осуждение. Мы хотим всего лишь сказать, что о технологиях нужно судить в плане развития науки вообще. Предыдущий опыт человечества показывает, что к новым достижениям следует относиться к осторожностью и внедрять их постепенно, учитывая все возможные последствия. При этом оценивать и подвергать проверке нужно все, без исключения, технологии, в том числе и те, что представляют угрозу, куда большую, чем все биотехнологии, вместе взятые. Например, новые химические вещества синтезируются гораздо быстрее, чем их успевают испытать на практике. Для рядовых членов общества важно установить контроль над технологиями и получить образование, достаточное для здравомыслящей оценки возможной выгоды и предполагаемого ущерба от них. К сожалению, история учит, что для многих людей это нелегкая задача.

Какова же ответственность ученых перед рядовыми налогоплательщиками, которые не только предоставляют средства для дальнейших научных исследований, но и получают определенные блага от развития науки? Хотя сторонники развития ДНК-технологий быстро находят оправдания своей работы в том, что она предоставит лекарства от рака, наследственных болезней, избавит от загрязнения окружающей среды, голода и перенаселения, многие из них не столь охотно допускают вмешательство общественности или контроль со стороны государства. Недавно в Кембридже прошли дискуссии по поводу тех принципов, которыми Национальный институт здоровья призвал исследователей руководствоваться в их работе. Как заметил член городского совета Кембриджа Дэвид Клем, «принцип должен заключаться в том, чтобы организация, способствующая исследованиям, не навязывала в то же время свои правила». Многие из согласившихся с этим утверждением признают и то, что ученые предвзято относятся к своей работе, к перспективе продвижения по службе и получения премий, а потому не могут критически оценить свои исследования и объективно сказать, какой возможный вред они представляют для общества. Некоторые ученые даже сами признаются, что современная иерархичная система научного сообщества оказывает большое давление на критиков существующего порядка.

Преданные своему делу исследователи, разумеется, хотят, чтобы в их работе не было никаких препятствий. Потенциальная выгода от новых достижений в области трансгенных технологий огромна. Практически любое открытие привлекает внимание научного сообщества, и первопроходцам в исследованиях рекомбинантной ДНК регулярно присуждается Нобелевская премия.

Возможности кажутся безграничными. Отсюда и неприязнь ученых к любым помехам, в том числе и к общественному обсуждению их работ, когда на кон поставлены слава, известность и польза для человечества.

Молодые ученые, от которых зависит будущее генетики, должны научиться говорить с широкой публикой, задумываться о социальных и нравственных последствиях своей работы. К сожалению, еще в самом начале своей карьеры они вынуждены выбирать узкую специализацию, чтобы не отстать от быстрого накопления знаний в той или иной области, а это мешает оценить общие перспективы генетики. За быстрое продвижение в своей области науки они платят ограниченным кругозором, тогда как продукты их исследований распространяются во всем обществе.

Генетикам, которые традиционно гордились тем, что их исследования лишены коммерческого интереса и проводятся исключительно из любви к знаниям, печально смотреть на то, как в современные научные разработки вкладывается все больше и больше средств. Многие ведущие специалисты переходят на службу в частные исследовательские компании, и если раньше они зависели от общественного и государственного финансирования, то сейчас направляют свои интересы в те сферы, где выгода будет максимальной лично для них.

Нужно ли их останавливать? И если нужно, то не замедлит ли это развитие науки?

Некоторые известные ученые подвергли резкой критике высокомерие и надменность специалистов в области молекулярных технологий и осудили стремление получить максимум выгоды от их использования.

Несмотря на все благие намерения (лечение рака, избавление от загрязнений и других бед) история науки учит тому, что надежды на будущее часто не имели ничего общего с тем, что происходило на самом деле. Как на заре развития ДНК-технологий писал Филип Абельсон, редактор журнала «Science»:

У генетиков появятся высокие мечты о применении своих открытий. На практике же возможность применять эти открытия, как и в случае с ядерной энергией, перейдет в руки других людей.