Генные хакеры

Адепты синтетической биологии хотят достичь того, чтобы живые организмы можно было собирать, как электронные схемы, — только там транзисторы и диоды, а здесь фрагменты ДНК. Дело в том, что наука геномика, которая занимается изучением генома — совокупности всех генов живого организма, его полного хромосомного набора (гены ведь живут в хромосомах), — в последние десять лет развивалась стремительными темпами. За это время было расшифровано более 2000 геномов — в основном вирусов и бактерий, но и гораздо более сложных организмов, расшифрована схема генома человека. Сейчас уже речь идет о создании новых геномов путем изменения генетической последовательности.

Если взять фрагмент ДНК с известной функцией — синтетические биологи называют их «биокирпичиками» — и внедрить его в ДНК другого организма, то на выходе мы будем иметь организм с новыми, заранее известными свойствами. Такие «биокирпичики» можно выделять, размножать, запасать и продавать. И все это уже делается. Поэтому барьер входа в биотехнологии значительно снизился — до того, что генной инженерией начали заниматься любители в домашних лабораториях.

Одно из сообществ, объединивших таких любителей из США, называется DIYBio, оно было создано в прошлом году. Около 20 его участников выделяют и анализируют ДНК, например, из яблок или овсянки, но некоторые занимаются и более серьезными вещами. Их проект SmartLab ставит целью создать высокоавтоматизированную домашнюю генную лабораторию. DIYBio также участвует в национальных конкурсах генетически модифицированных организмов.

Некоторые самопальные генетики, впрочем, предпочитают работать в одиночку. Например, Мередит Паттерсон (Meredith Patterson) из Сан-Франциско создает светящийся йогурт, вживляя гены, отвечающие за флуоресценцию, в геном йогуртовых бактерий. Гены она покупает у биологической компании, а бактерии облучает ультразвуком — в мембранах их клеток временно образуются поры, через которые нужный фрагмент ДНК и попадает внутрь. Светящийся йогурт — небольшое достижение, но бактерия, которая будет светиться вблизи определенного вещества, — это уже индикатор, он может быть весьма полезен. «Научи», скажем, бактерию реагировать на тротил, и можно будет с ее помощью обезвреживать мины.

Происходящее очень похоже на «гаражные» эксперименты любителей информационных технологий 70-х годов. Некоторые такие экспериментаторы создали теперь мультимиллиардные ИТ-корпорации. ДНК — это код, и с ним (до известной степени) можно обращаться как с компьютерным кодом, а это ставит схожие проблемы — открытости кода, его глобального распространения, совместимости, создания банка данных ДНК со стандартными функциями (скажем, Реестр стандартных биологических компонентов Массачусетского технологического института), наконец, безопасности кода.

Последнее особенно актуально в эпоху глобальной борьбы с терроризмом. Правительства внимательно следят за возможностью биологических атак. Потому «гаражные» биологи-энтузиасты из проекта DIYBio сознательно ограничивают себя тем биоматериалом, чья безопасность доказана.    Возможности применения синтетических микроорганизмов еще мало изучены. Однако Крэг Вентер (Craig Venter), один из лидеров мировой геномики, считает, что в ближайшие 20 лет синтетическая биология станет чем-то совершенно обыденным. Скажем, химическая промышленность во многом будет полагаться именно на ее достижения. Но новая технология может решить и самые неожиданные задачи.