Тридцать лет назад геолог Дугал Диксон обрел известность благодаря своей книге «После человека: зоология будущего». В ней автор фантазирует о том, как преобразится животный мир далеких времен, где уже не будет людей. Книгу населяют причудливые существа вроде десятитонной гигантилопы с длинными загнутыми вперед рогами или песчаной акулы Psammonarus spp — огромного насекомоядного, походящего на сосиску с притупленной крепкой головой и мощными лопатообразными ступнями. И все же читатель, ожидающий буйства форм, будет разочарован: все животные напоминают сегодняшних, а изменения сводятся к вариациям уже известного. Причина проста: Диксон старался не требовать от эволюции того, что ей не по плечу. Сегодня мы снисходительно улыбаемся его крысоморжам и камышеногам, ведь в скором времени у нас появится своя, куда более диковинная фауна.
Дэнни Дханасекаран, профессор отделения клеточной биологии Университета Оклахомы: «Для обнаружения различных химических веществ в окружающей среде используются химические методы, чувствительности которых в некоторых случаях не хватает. Чтобы преодолеть это ограничение, можно воспользоваться принципами бионики. В 2007 году с помощью генномодифицированного штамма дрожжей нам удалось создать обонятельные рецепторы, реагирующие на запах 2,4-динитротолуола (ДНТ), идентичный запаху тротила (ТНТ), и идентифицировать соответствующие типы рецепторов у крыс и мышей».
Мыши-миноискатели
В 2012 году группа ученых из Хантер-колледжа Городского университета Нью-Йорка вывели мышей, гиперчувствительных к запаху взрывчатки. Обонятельный аппарат обычной мыши насчитывает около 10 млн нейронов, причем на каждый конкретный запах реагируют примерно 4000 из них. У мыши MouSensor с помощью генной инженерии удалось значительно увеличить (до 1 млн) количество нейронов обонятельной луковицы, реагирующих на молекулы конкретного вещества — 2,4-динитротолуола (ДНТ, запах его похож на запах ТНТ — тротила). Такие животные чувствуют нужный запах в 500 раз острее, чем их немодифицированные собратья. Одновременное возбуждение столь большого количества нейронов будет приводить к судорожным припадкам, так что можно поместить под кожу грызунам чип, чтобы он дистанционно сообщал о судорогах: так мышь становится биосенсором для поиска противопехотных мин и прочих взрывчатых материалов. И хотя раньше животные с измененными генами редко покидали стены лабораторий, теперь ситуация может измениться. Смысл этих манипуляций с ДНК именно в том, чтобы новые организмы работали на пользу человека в естественной среде.
Комары против малярии
Например, группой ученых из Калифорнийского университета в Ирвине и французского Центра Пастера уже созданы трансгенные комары, обладающие повышенной сопротивляемостью Plasmodium falciparum (возбудителю самого смертоносного типа малярии). Технические возможности сегодня позволяют распространить крупные популяции модифицированных насекомых в главных очагах заражения и тем самым сдержать размножение диких особей, несущих инфекцию.
Редактирование генома Система иммунитета CRISPR/Cas9, обнаруженная недавно у бактерий, служит им для защиты от вирусов. Генные инженеры приспособили ее для своих целей: они синтезируют молекулу РНК, служащую «репликой» выбранного участка гена, и соединяют ее с белком Cas9, который умеет разрезать ДНК. Поскольку введенная РНК узнаёт лишь свой фрагмент генома, она служит «системой точного наведения», и генетические «ножницы» доставляются в нужное место с ювелирной точностью. В отличие от прежних методов («цинковые пальцы» и TALEN), где разрезание и склейка генов происходит в пробирке, новая технология позволяет редактировать геном прямо в живом организме, причем одновременно в разных участках.
Нас может вдохновить дерзкий шаг биологов из австралийских университетов Квинсленда и Мельбурна и американского Университета Северной Каролины, которые создали комаров, устойчивых к вирусу лихорадки денге (правда, не с помощью генной инженерии, а заразив их одним из штаммов внутриклеточной симбиотической бактерии Wolbachia), и выпустили их в двух районах на северо-востоке Австралии. Спустя несколько месяцев в этой местности почти не осталось зараженных комаров — их вытеснили «искусственные».
В сентябре 2014 года тот же трюк повторили биологи бразильского Исследовательского института Fiocruz, и аналогичные программы готовятся во Вьетнаме и Индонезии. Можно не сомневаться, что производство разных ГМ-насекомых в обозримом будущем будет только расти; в первую очередь это коснется переносчиков наиболее распространенных болезней, под угрозой которых живет до половины населения земного шара.
