ДНК. С новыми технологиями секвенирования, предлагающими новые невероятные возможности для скоростного считывания ДНК[20][21], мы находимся на пути к получению данных о геноме за $100. Особого внимания заслуживает нанопоровое секвенирование, осуществляемое с помощью портативного устройства не больше смартфона, которое использовалось на Международной космической станции.
Наряду с успехами в чтении ДНК мы также наблюдаем существенный прогресс в написании ДНК. Чёрч и другие исследователи закодировали книги и фильмы в последовательность ДНК в цифровом формате[22] и создали дрожжевую клетку, объединив естественный набор из шестнадцати хромосом в единую мозаичную хромосому[23]. Cинтетическую биологию ждет впечатляющее будущее: проектирование цепей ДНК и настройка организмов для множества применений – от биоинженерного парфюма и нефтехимии до нового поколения антибиотиков и противомалярийных препаратов. Ученые даже расширили генетический алфавит, изначально состоящий из четырех букв, создав новые химические строительные блоки, которые могут заменить те, что уже входят в состав двойной спирали. Это закладывает основу для разработки синтетических белков, содержащих новые структурные элементы[24].
Успехи в «чтении» и «написании» очень важны. Но если бы я мог только читать или писать эту книгу, не имея возможности редактировать, искать и заменять, то она бы никогда не была опубликована. Это справедливо и для генной инженерии, или редактирования генома: оно позволяет ученым и даже людям, не имеющим отношения к науке, переписывать генетический код так же легко, как я меняю слово «мед» на «лед» или «гном» на «геном» на компьютере.
В 2014 г. лауреат Нобелевской премии Джим Уотсон пригласил меня помочь ему в переиздании научно-популярной книги с простым названием «ДНК», которую десятью годами ранее он написал вместе с Эндрю Берри[25]. Когда я размышлял о главных достижениях в области генетики, я понимал, что нам не избежать упоминания о CRISPR. В ноябре 2014 г. я смотрел прямую трансляцию ежегодной церемонии вручения премии за прорыв в науке (Breakthrough Prize), которую вели из ангара NASA в Калифорнии: в тот день Кэмерон Диас вручала Дудне и Шарпантье самую дорогую научную премию в мире, по $3 млн каждой[26]. Не прошло и 2,5 года после их знаменательного открытия, как научное сообщество и титаны Кремниевой долины причислили этих женщин к членам научной элиты.
Ни Дудна, ни Шарпантье не были врачами, но технология CRISPR открывает возможности вывести генную терапию на новый уровень. Обе женщины основали биотехнологические компании, предлагающие методы лечения на основе CRISPR, предназначенные для исправления мутаций, вызывающих развитие серповидноклеточной анемии, слепоты, миопатии Дюшенна и многих других болезней. «В течение последнего десятилетия я создавал ГМО-людей», –
При нанопоровом секвенировании двойная спираль ДНК «расстегивается», что позволяет пропустить одну из ее цепей через нанопору – бактериальный белок в форме пончика. Измеряя электрический ток при прохождении ДНК через пору подобно поезду метро, устройство Oxford Nanopore может преобразовывать эту электрическую кривую в соответствующую последовательность ДНК.
Julianna LeMieux, "MGI Delivers the $100 Genome at AGBT Conference," Genetic Engineering and Biotechnology News, February 26, 2020, https://www.genengnews.com/news/mgi-delivers-the-100-genome-at-agbt-conference/.
Gina Kolata, "Who Needs Hard Drives? Scientists Store Film Clip in DNA,"
Y. Shao et al., "Creating a functional single-chromosome yeast,"
Matthew Warren, "Four new DNA letters double life's alphabet,"
James D. Watson, Andrew Berry, and Kevin Davies, DNA: The Story of the Genetic Revolution (New York: Knopf, 2017).
Ежегодная премия за прорыв в науке в размере $3 млн для каждого лауреата примерно в десять раз превышает третью долю Нобелевской премии, общая сумма которой составляет $900 000.
