Слово (Санкт-Петербург). Синтетическая биология

Беседа с преподавателем Санкт-Петербургской духовной академии протоиереем Константином Константиновым. 

– В наших прошлых передачах мы уже говорили о том, какую пользу и угрозу несет человечеству генная инженерия. Однако развитие молекулярной биологии за последнее время создало прецеденты не только редактирования уже имеющихся генов, но и синтеза новых живых существ, которых не было на земле ранее. Неужели возможно создание жизни в пробирке? И как к таким открытиям относиться верующим людям? Об этом мы сегодня поговорим с кандидатом богословия, кандидатом биологических наук, преподавателем биоэтики в Санкт-Петербургской духовной академии протоиереем Константином Константиновым.

Отец Константин, расскажите немного о синтетической биологии: что это за наука и каковы ее цели?

– Это интересное направление в биологии появилось не так давно. Наверняка многим знаком термин «генная инженерия», появился он в 70-е годы и в свое время наделал шума. А чуть позже, примерно десять лет спустя, возник термин «синтетическая биология», и начиная с 2000-х годов этот термин (а на самом деле не термин, а идея) все больше и больше захватывает умы биологов. О чем идет речь? Что это за идея, которая захватывает умы биологов?

В рамках генной инженерии речь идет о модификации имеющихся геномов, или, как говорят биологи, ставится целью получение так называемой рекомбинантной ДНК. Грубо говоря, например, в помидор подсадили, скажем, ген от скорпиона – и помидор стал морозоустойчивым. Вот такой утрированный пример. Это генная инженерия. В рамках синтетической биологии задача ставится шире, а именно – получение и создание геномов, которых раньше вообще не существовало; геномов с заданными свойствами. Скажем, геном шагающего растения. Или, например, геном теплокровного существа, которое может питаться энергией солнца.

Несмотря на всю фантастичность постановки такой задачи, это стало возможным с момента понимания устройства и структуры генетического кода. Вообще событийным ядром, животворящей силой в живых системах является именно генетическая информация. Понимание этого момента позволяет предполагать и планировать следующий шаг: а если мы создадим генетическую информацию, подобную той, которая уже существует, используя правило, о котором мы все больше и больше узнаем, не получим ли мы при этом живое существо с нуля?

Вот такая задача была поставлена. И биологи с 2000 года, особенно после хорошо известного проекта «Геном человека», после такого известного проекта, как «Минимальный геном», стали ставить задачу создания и написания новых геномов с нуля, тех, которых еще никогда не было.

– А было ли создано такое живое существо с нуля? Если да, что это за существо?

– Да, и это, пожалуй, самый интригующий момент. В 2010 году появилось сообщение о том, что американский институт имени Крейга Вентера (обратите внимание, он организовал свой институт под своим именем) успешно решил задачу по созданию нового генома бактерии. И здесь необходимо сделать ряд пояснений.

Был взят необходимый набор химических веществ. Перед этим был написан текст генома на компьютере. Обращаю внимание, это очень важный момент – сначала текст был выверен и разработан на компьютере, устранены все ошибки и внесены некоторые модификации. Потом этот текст, набранный на компьютере, был переведен в физическую форму, то есть буквально в реальную молекулу ДНК.

Нужно пояснить, что это довольно сложный процесс, это происходило поэтапно. Сначала были синтезированы небольшие кусочки фрагмента текста длиной примерно тысячу букв, или как говорят биологи, нуклеотидов. Затем, используя уже более изощренные технологии, эти кусочки сшивались в более длинные фрагменты, и в конце концов удалось синтезировать хромосому бактерии. Если не ошибаюсь, это Mycoplasma mycoides ее геном был синтезирован.

Здесь надо пояснить. Бактерии – элементарные живые существа, которые в своих недрах имеют только одну хромосому, но она может быть достаточно длинная. У хромосомы бактерии генетический текст длиной примерно миллион нуклеотидов (или миллион букв). И вот такой текст был синтезирован, конечно же, с оглядкой на реальный текст реальной бактерии, но с внесением небольших модификаций. Как сказали сами исследователи, они внесли небольшие «водяные знаки», то есть такие отличительные фрагменты текста, по которым можно понять, что это совершенно синтетическое существо. Или скажем так: они внесли туда авторскую подпись.

Синтезировав эту хромосому, то есть сначала написав текст, потом переведя его в форму реальной физической ДНК, исследователи затем внедрили этот текст в бактерию, у которой предварительно удалили ее собственный текст. Заметим, взяли для этого бактерию совершенно другого вида. И внедрив эту новую синтезированную ДНК, исследователи через некоторое время обнаружили, что клетка начала делиться, дышать, питаться. Из одной клетки возникла целая колония клеток (ее, кстати, назвали «Синтия»). Испытали в Мексиканском заливе на нефтяном пятне (но это особая и немножко другая история). Тем не менее биологам удалось получить реальную живую клетку. И все биохимические анализы подтвердили, что да, у нас появился новый организм, с новым белковым составом, биология которого полностью продиктована той новой ДНК, которую ученым удалось сначала написать на компьютере, а потом перевести в реальную физическую форму. Таким образом, была создана первая искусственная живая клетка – бактерия.

– А возможно ли создание более сложных организмов?

– Ответ – да, возможно. И, конечно, биологи, занимающиеся синтетической биологией, поставили перед собой такую задачу. И здесь необходим ряд пояснений. Дело в том, что бактерия относится к разряду так называемых прокариотов, то есть это клетки, более-менее просто устроенные, у которых одна хромосома, и самое главное – это клетки, не имеющие оформленного ядра.

Клетки же высших существ, к которым относится и человек, – это так называемые эукариоты (клетки, в которых присутствует уже не одна хромосома, а, как правило, много, подчас несколько десятков хромосом, которые довольно сложно устроены). Самое главное, эти клетки имеют четко оформленное ядро и, конечно, более сложную внутреннюю структуру.

Так вот, после успешного синтеза бактерии (то есть прокариота), что было в 2010 году, ученые поставили перед собой задачу синтеза искусственного эукариота, то есть клетки, которая имеет много хромосом и которая по своей сложности, организации превосходит такие элементарные существа, как бактерии. В качестве модельного объекта были взяты дрожжи, по латыни – сахаромицеты. Дрожжи – это одноклеточные грибы. Несмотря на кажущуюся простоту этого существа, это реальный эукариот с довольно сложной внутриклеточной организацией, с четко оформленным ядром, у которого насчитывается 16 хромосом и общая длина (или объем генома 12 миллионов единиц, если не ошибаюсь).

Вот такая задача была поставлена в 2014 году, и ее начали последовательно решать. По той литературе, по тем сообщениям, которые удалось найти (казалось бы, сообщений должно быть много, но их почему-то все меньше и меньше – вот странность), в 2018 году была собрана половина генома этих дрожжей, то есть наполовину удалось создать синтетические дрожжи, у которых геном работал и наполовину был синтезирован.

Таким образом, можно сказать, что уже к 2018 году сделан очень существенный шаг в сторону синтеза сложных организмов, подобных высшим млекопитающим, в том числе и человеку. Еще раз подчеркну, в качестве модельного объекта были выбраны дрожжи. Можно сказать, что на сегодняшний день практически получены синтетические дрожжи.

– Получается, что человек может создавать жизнь. А как такое соотносится со Священным Писанием, где говорится, что Господь создал жизнь?

– Безусловно, жизнь создал Господь. Человек на сегодняшний день лишь только копирует то, что создал Господь. Надо сказать, что у человека кое-что получается на этом пути. Но обратим внимание на очень важные моменты.

Человек вдруг понял (хотя не всегда и не все биологи в этом признаются), исследователи поняли, что ядром жизни является слово (на современном языке – информация), попросту говоря – идея, реализованная и каким-то образом зафиксированная в молекулу ДНК. Биоученые выясняют, каким образом, на основании каких законов идею можно перевести в реальную молекулу ДНК. Поняв эти механизмы, на самом деле ученые ведь подтвердили исходный момент – что жизнь возникла не случайно.

Обратите внимание, даже при создании искусственных бактерий, искусственных дрожжей первым этапом на пути синтеза является проектирование (или, как пишут западные исследователи, – компьютерный дизайн), момент разработки. То есть ученый садится за компьютер и пишет текст. Вот что, оказывается, находится в ядре жизни, вот что является ключевым моментом жизни – мысль, зафиксированная в тексте, идея. Например, идея бактерии, дрожжей, бабочки и так далее. Дальше, используя определенные законы, эта идея трансформируется уже в конкретную физическую молекулу. Но все-таки подчеркнем: вначале – идея, вначале – слово. И человек (дано пока это человеку) лишь просто повторяет то, что уже было сделано, и в этом повторении на самом деле подтверждает, что жизнь возникла ни в коем случае не случайно. Жизнь, по сути, – это зафиксированная мысль, реализованная, осуществленная в конкретных химических веществах.

Мне кажется, сам факт синтетической биологии прекрасно подтверждает Божественное происхождение жизни и напрочь перечеркивает эволюционную концепцию. Еще раз обратим внимание, что те нуклеотиды, из которых была составлена реально работающая ДНК, не случайным образом смешивались в пробирке, вовсе нет; они просто воплощали тот текст, который вначале был на компьютере и который взялся из головы тех исследователей, которые всю эту программу осуществляют.

Итак, получается, что в начале жизни – разум, личность, мысль, слово, идея. Как мне кажется, полученные факты подтверждают тот вариант происхождения жизни, который замечательно описан в Священном Писании.

– Спасибо, отец Константин, за сегодняшнюю очень интересную беседу.

Дорогие телезрители, подводя итог нашей сегодняшней беседы, хочется сказать: синтетическая биология является подтверждением того, что жизнь произошла от разума. И пусть перспективы генетического творчества огромны, ученые всегда должны помнить, что оно допустимо только в рамках Божественного благословения возделывать сад и хранить его, а не разрушать.

Ведущая Екатерина Соловьева

Записала Нина Кирсанова