Как ГМО спасает планету и почему люди этому мешают Иванова Анна

Следом за именем доктора Пуштаи в списке ученых, высказывающих свои опасения в отношении технологий генной модификации, почти всегда идет имя Ирины Ермаковой.

Ирина Владимировна – «советский и российский биолог. Кандидат психологических наук, доктор биологических наук, до сентября 2010 года – научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН»[319]. Также Ирина Владимировна автор теории о том, что наше человечество произошло от расы амазонок-гермафродитов, в которой изначально мужчин не было, да и не нужны они были древним девам[320]. По мнению Ермаковой, также «есть информация»[321], что ГМО-технологии были созданы инопланетянами, и нам только остается рассуждать, зачем они это сделали[322].

В 2016 году Ирине Ермаковой на втором по счету форуме «Ученые против мифов» было присуждено звание почетного академика ВРАЛ. Такую награду известные российские ученые и просветители вручают «за выдающийся вклад в развитие и распространение лженауки и псевдонауки»[323]. Когда в 2020 году началась пандемия новой коронавирусной инфекции, все новостные источники захотели заполучить для комментариев экспертов. И как эксперт Ирина Владимировна утверждала, что виной всему не вирус, а вышедшая из-под контроля ученых бактерия Синтия (см. серый вынос).

Ермакова также является ярым противником вакцинации от COVID-19[324] и даже создала петицию с обращением к правительству о ее запрете для детей и беременных женщин. Научных работ у Ирины Владимировны крайне мало, а публикациям в научных журналах она предпочитает выступления на ТВ и неоднозначных конференциях, а также публикации в популярных СМИ. Но пора перейти к работе, которая принесла Ирине Ермаковой ее известность.

4.1. Несчастные детеныши

Статья «Влияние генетически модифицированной сои на массу тела при рождении и выживаемость крысят»[325] – тот самый «источник дыма» для утверждения влияния ГМО на потомство и формирование бесплодия. О ней мы и будем говорить в следующих главах.

Вступление начинается с громкого заявления об известном комплексном влиянии употребления ГМО на организм животных, подтвержденном во множестве научных работ. В качестве этого множества перечислены, в частности: другая статья самой Ермаковой, статья Арпада Пуштаи (та самая, с которой мы познакомились в главе 3 «ГМО влияют на иммунитет, или Видишь дым – неси масло»), работа норвежского ученого, анти-ГМО активиста и политика Терье Траавика (очень рекомендую заглянуть во врезку).

А теперь к самому эксперименту. Самок крыс разбили на три группы, каждую из которых в течение двух недель кормили по-разному:

• первые 6 крыс получали обычный корм и добавку из ГМ-сои;

• вторая группа из 3 крыс – обычный корм и добавку из традиционной (не ГМ) сои;

• третья, контрольная, группа из 6 крыс – только обычный корм, в который не входила вообще никакая соя.

Крыс рассадили в клетки по трое и в каждой установили отдельные емкости двух типов: для основного корма и для разведенной в воде сои. Доступ к пище у крыс был свободным (никто не контролировал, поделили ли крысы предложенную сою по-сестрински или все содержимое доставалось только одной самке). Через две недели такой жизни крысам устроили групповое свидание, подселив в каждую клетку крысиных кавалеров. После рождения детенышей самку перемещали в отдельную клетку вместе с потомством на период вскармливания. Все это время самки продолжали получать установленный рацион питания. Далее предстояло считать смертность среди детенышей и их физические параметры. Согласно выводам, среди крысят, матери которых питались ГМ-соей, смертность была 55,6 %, а среди двух остальных групп – 9 и 6,8 % соответственно[326]. Кроме того, как утверждает автор, повышенная смертность крысят наблюдалась и во время периода грудного вскармливания, а сами крысята в среднем имели меньший вес. Звучит довольно страшно. Но давайте разбираться.

История, со слов Ермаковой, выглядит так: нефтяная американская корпорация British Petroleum хотела скрыть от общественности разливы нефти после катастрофы в 2010 году танкера в Мексиканском заливе. Поэтому для ликвидации нефтяного пятна в лабораториях компании была создана бактерия под кодовым названием «Синтия». (Ах, если бы это было так просто! Чтобы разобраться в сложностях бактериологического решения проблем разливов нефти, можно обратиться к разделу 2.7.2 «Окружающая среда: и стаканчик ракетного топлива на десерт»). По словам Ирины Владимировны, «Синтия» со своей задачей настолько удачно справилась и настолько успешно стала размножаться, что, видимо от голода, далее «взялась за уничтожение живых организмов, включая рыб и людей» [Виновата бактерия «Синтия» – сенсационная версия появления коронавируса от ученого-биолога с мировым именем Ирины Ермаковой, https://nashamoskovia. ru/news-16326.html]. А из-за этого люди, жившие на побережье залива, «неожиданно заболевали пневмонией, сопровождаемой сильным сухим кашлем, повышением температуры и лихорадкой». И умирали буквально на глазах (а ученые даже не били тревогу). Тем временем «бактерию-убийцу » подхватил Гольфстрим и вынес к берегам Европы. Здесь в истории возникает небольшая дыра, и непонятно, почему рыба у стран с выходом к морю, попадая в магазины, не привела к массовым отравлениям. И только на рынке города Ухань (это очень далеко от моря) начала проявлять свои смертоносные свойства. По утверждению автора теории, в каждом китайце в латентном состоянии уже живет коронавирус! [Глобальные эпидемии: что нам грозит? https://otr-online.ru/programmy/ segodnya-v-rossii/globalnye-epidemii-chto-nam-grozit-41387. html] Этот вирус из китайцев заразил бактерию и встроил в нее свою РНК [Deepwater Horizon и COVID-19: «Никакими патогенными свойствами бактерия “Синтия” не отличается». https://realnoevremya.ru/articles/172228-razoblachenie-teoriizagovorapro-koronavirus], и вот уже вместе они спровоцировали текущую пандемию.

Терье Траавик (Terje Traavik) – норвежский политик и биотехнолог [Terje Traavik https://www.wikidata.org/wiki/Q22442736], бывший профессор университета города Тромсе [Страница Траавика на facebook https://www.facebook.com/terjeingemar. traavik]. В 1998 году профессор Траавик инициировал создание некоммерческого фонда GenOk (https://genok.com/) и на следующие несколько лет занял в нем один из ведущих постов. По заявлению, которое можно найти на сайте фонда, GenOk был создан для наблюдения за биологической и экологической безопасностью современных технологий. Фонд неоднократно и на протяжении многих лет становился объектом критики среди ученых за нагнетание паники и публикацию непроверенных данных [Hva er det de driver med oppe i Tromso? https://www.dagbladet.no/kultur/hva-er-detdedriver-med-oppe-i-tromso/63956186] [“Parallel science” of NGO advocacy groups: How post-modernism encourages pseudo-science / July 15, 2014 by GLP Digital / https:// geneticliteracyproject.org/2014/07/15/parallel-science-of-ngoadvocacygroups-how-post-modernism-encourages-pseudoscience/] [Concerning dispute over ethical norms of scientific conduct – Anthra and a Norwegian Competence Centre (Case 2013/59). https://www.forskningsetikk.no/en/about-us/ourcommitteesand-commission/nent/statements/concerningdisputeover-ethical-norms-of-scientific-conduct–anthraanda-norwegian-competence-centre-case-201359/]. Несмотря на это, во многом из-за деятельности фонда GenOk, сегодня Норвегия считается одной из самых ГМО-фобных стран мира [How Norway Became an Anti-GMO Powerhouse / October 14, 2016 Oystein Heggdal / Food and Farm Discussion Lab / http:// fafdl.org/blog/2016/10/14/how-norway-became-an-anti-gmopowerhouse/]. Наверное, самая громкая история, с которой связан фонд, произошла в 2002 году и стоила многих человеческих жизней. Во время голода в Замбии, ставшего следствием большого неурожая, команда фонда отправилась прямо на место событий. И смогла убедить людей в правительстве Замбии, что ГМ-кукуруза из США, поставляемая как гуманитарная помощь в рамках Всемирной продовольственной программы (World Food Programme (WFP) – крупнейшая в мире гуманитарная организация, обеспечивающая ежегодно около 4 млн тонн продуктов питания. Лауреат Нобелевской премии мира (2020). https://www.wfp.org/), неизучена и опасна. [Helen M Samatebele. Overview of the Current Food Security Crisis in Zambia. Food Security in Southern Africa. Causes and Responses from the Region, Mar 2003, Pretoria, South Africa. p. 89–108. Ffhal-00793124f. https://hal.archives-ouvertes.fr/hal00793124]. Правительство не пропустило груз через границу, а в результате продовольствия оказалось недостаточно для того, чтобы помочь всем нуждающимся. В 2004 году профессор Траавик оказался в эпицентре нового скандала, обвинив ГМ-кукурузу в смертях нескольких десятков фермеров на Филиппинах [Peczon, Benigno. «In 2001, President Arroyo issued a National Biotechnology Policy:“(The Philippines) shall promote the safe and responsible use of modern biotechnology and its products as one of several means to achieve and sustain food security, equitable access to health services, sustainable and safe environment, and industry development.” In April 2002, the Department of Agriculture released Administrative Order No. 8, which provided rules and regulations for the importation and release into the environment of…» Selected Essays on Science and Technology for Securing a Better Philippines 1 (2008): 298. [18] Sykdomsutbrudd av genmodifisert mais? https://forskning. no/om-forskning-bioteknologi-forskningsformidling/ sykdomsutbrudd-av-genmodifisert-mais/1050644]. В его публичном заявлении говорилось, что сотрудники фонда GenOk выявили в крови местных жителей антитела к ботулотоксину, который производит выращиваемый в этих местах ГМ-сорт кукурузы для защиты от насекомых (таким образом, данный сорт не требует использования пестицидов для его выращивания). Версия отравления фермеров ботулотоксином не получила поддержки ни официальными представителями здравоохранительных служб Филиппин, ни выехавшими на место независимыми медицинскими специалистами. А 14 ученых официально и публично потребовали от Траавика опубликовать результаты, на базе которых было сделано его заявление. После непродолжительной паузы доктор Траавик отказался это сделать. За прошедшие с тех пор годы публикация так и не появилась.

И первый вопрос: почему в группе, которая получала к рациону обычную сою, только три крысы, а в остальных по 6? Ведь 3 – это слишком мало[327], чтобы можно было сделать какие-либо уверенные выводы, используя инструменты статистики. На втором шаге эксперимента количество крыс становится еще меньше – потомство дали не все:

• 4 крысы (из 6) из первой группы,

• все 3 крысы из второй группы,

• 4 (из 6) из третьей группы.

Это настолько маленькие выборки, что их результаты могли просто укладываться в рамки случайности. В противном случае, если бы мы доверяли выборкам такого размера, стоило бы задать вопрос: были ли крысы из первой и третьей группы достаточно здоровы изначально? Почему по 30 % крыс из этих групп не смогли забеременеть, в то время как из второй группы забеременели все 100 % крыс?

Второй вопрос звучит так: почему в статье нет данных о полном составе рационов в группах? Хотя упоминается, что рацион контрольной группы содержал меньше белка и имел меньшую энергетическую ценность, а это уже должно было повлиять на результат. Кстати, измерить и оценить нельзя даже то количество пищи, что получало каждое животное – ведь они имели свободный доступ к кормушкам, когда жили вместе. Короче, вопросов намного больше, чем ответов. Однако СМИ и различные консервативные организации статью подхватили мгновенно. Сама Ермакова постоянно подогревала интерес к своей работе, заявляя о все новых экспериментах: сначала с соевой мукой, потом с соевыми бобами, потом с различными комбинациями… Но все это оставалось лишь на уровне слухов и заявлений для журналистов, работ в рецензируемых научных журналах так и не появлялось.

Научное сообщество посчитало необходимым вмешаться в происходящее и попросило Ирину Владимировну рассказать о ее исследовании и ответить на конкретные вопросы. Соблазн заполучить публикацию в престижном журнале Nature Biotechnology был слишком велик, и в 2007 году вышла статья[328], содержащая пояснительную записку Ермаковой о ее исследованиях и выводах. Вот только вышла она в сопровождении комментариев от экспертов в области. И здесь начинается самая интересная часть этой истории!

4.2. Изобретая велосипед

На вопрос о том, откуда была получена ГМ-соя, автор ссылается на нидерландского поставщика Archer Daniels Midland (ADM). Однако эксперты отмечают, что данная компания никогда не занималась продажей чистых ГМ-сортов сои. Единственное, что они могли продать московской лаборатории, – это смесь из разных сортов сои, среди которых мог присутствовать и ГМ-сорт {Marshall, A. GM soybeans and health safety – a controversy reexamined. Nat Biotechnol 25, 981–987 (2007). https://doi.org/10.1038/nbt0907–981}. Выходит, крысам из экспериментальной группы могли давать только такую смесь, в которой было также некоторое (неизвестное) количество ГМ-сои (мы знаем, что ГМ-соя там все-таки была, так как в исходной работе это проверяли лабораторными методами, которые могут показать присутствие в образце целевого гена {Ermakova I. Influence of genetically modified soya on the birth-weight and survival of rat pups / По материалам симпозиума NAGS, 10 октября 2005 года / https://www.semanticscholar.org/paper/Influence-of-genetically-modified-soya-on-the-and-Ermakova/cbd198ecf6c628ca112984c7744e8ffaa0010f56}). Соя для второй группы крыс тоже была смесью нескольких сортов, среди которых ГМ-сорта не присутствовало (по заявлению автора). Но мы не можем судить, были ли две эти смеси эквивалентны по своим питательным свойствам и энергетической ценности.

Некорректным эксперты также считают решение исследовательницы содержать крыс в клетках по три, без возможности контролировать точное потребление пищи и соевых добавок каждой самкой. В одной клетке, например, могла оказаться крысиная эгоистка, которая каждый раз съедала большую часть пищи сама. То есть в группе, получавшей в качестве добавки к основному рациону ГМ- или обычную сою, могли оказаться животные, которые сои даже попробовать не успели. В стандартном эксперименте такого типа каждое животное помещается отдельно, а количество потребленной им пищи строго учитывается.

Перейдем к самцам, о которых из статьи {Ermakova I. Influence of genetically modified soya on the birth-weight and survival of rat pups / По материалам симпозиума NAGS, 10 октября 2005 года / https://www.semanticscholar.org/paper/Influence-of-genetically-modified-soya-on-the-and-Ermakova/cbd198ecf6c628ca112984c7744e8ffaa0010f56} нам известно очень мало. Сказано лишь, что самок из всех групп оплодотворяли два самца, которых поочередно помещали в каждую клетку к самкам: сначала на три дня первого самца, потом на три дня второго. Все, что мы знаем о самцах из оригинала статьи: они были одного возраста и их не кормили соей. Но если самец жил с самками трое суток, а самки имели свободный доступ к сое, то как можно гарантировать, что самцы никогда не пробовали сои? В том числе ГМ-сои? Что если вообще все смерти детенышей во всех группах – следствие того, что их папы, а не мамы, когда-то попробовали ГМ-сою? Эксперты задают и еще один вопрос: что если самцы, как более сильные и крупные, в дни зачатия имели доступ к сое и съедали большую ее часть, мало что оставляя самкам?

В ответ на вопрос, сколько всего животных участвовало в эксперименте, исследовательница отвечает, что было 48 самок, которые использовались в пяти разных экспериментах {Marshall, A. GM soybeans and health safety – a controversy reexamined. Nat Biotechnol 25, 981–987 (2007). https://doi.org/10.1038/nbt0907–981}, причем в каждом эксперименте соевая добавка была разная – например, в первом давали целую сою, во втором разведенный в воде порошок сои. Однако среди опубликованного можно найти только одну статью (ее мы и разбираем выше). Даже на официальном сайте Ермаковой[329] в полном перечне ее работ[330] есть только эта статья. И в ней говорится, напомню, всего об 11 самках, которые участвовали в эксперименте. Но представим, что где-то существуют и остальные данные по всем пяти экспериментам. Тогда разделим 48 на 5 – в каждом эксперименте получится около 10 самок или меньше (примерно сходится с первым известным числом 11). Далее учитываем, что в каждом эксперименте самок делили на три группы: 10/3. То есть в каждый раз в каждой группе потомство приносили около трех самок (что все еще не дает нам возможности использовать методы статистического анализа из-за слишком маленьких выборок). Далее автор объединяет результаты пяти различных экспериментов, в каждом из которых использовались разные пищевые добавки (где-то соевая мука, где-то размоченные бобы, где-то какой-то корм с примешанной соей), количество добавок при этом невозможно было учитывать из-за самого дизайна эксперимента. А затем делает выводы о вреде ГМ-сои. Больше того, вывод автора касается всей технологии генетической модификации: «Каким бы ни был механизм негативного влияния ГМ-растений на животных и их потомство, вывод может быть однозначным: использование ГМО в качестве продуктов питания является преждевременным»[331]. Напоминает историю Пуштаи и ГМ-картофеля.

Еще одно замечание экспертов основывается на стандартах токсикологических исследований в вопросах репродукции, согласно которым, в каждой из исследуемых групп должно быть как минимум 20–25 животных {Marshall, A. GM soybeans and health safety – a controversy reexamined. Nat Biotechnol 25, 981–987 (2007). https://doi.org/10.1038/nbt0907–981}. То есть в экспериментах Ермаковой при выбранном ею дизайне потребовалось бы минимум в 6–7 раз больше животных. Также нужно учесть, что каждая самка приносила разное количество детенышей, а значит, крысенок, у которого еще 10 братьев и сестер, получит от мамы ухода, внимания и, главное, молока, меньше, чем крысенок, у которого только 6 братьев и сестер, а это очень влияет на выживаемость. Поэтому для исследований такого рода принято уравнивать количество детенышей у всех самок, а также балансировать потомство по полу. Например, оставлять у каждой матери по 4 девочки и 4 мальчика.

Лабораторная линия крыс Wistar, которую выбрала Ермакова для своего исследования, хорошо изучена. Для нее установлены все возможные референсные значения. В том числе и нормальный уровень выживаемости детенышей. Он составляет выше 99 % на всем протяжении периода лактации[332]. То есть в норме погибает не более 1 % детенышей. Но даже в контрольных группах у Ермаковой эти значения доходили до 9 % – это очень высокий уровень смертности. Что может указывать на проблемы питания или содержания всех животных. Важно тут отметить, что саму оценку смертности необходимо производить не в произвольный день. Существует несколько стандартных методик для выбора дней, когда производят оценку смертности и показатели размера/веса и других параметров потомства. Например, для линии Wistar оценку выживаемости можно производить на 0, 4 и 21-й день {Aoyama, H. et al. A two generational reproductive toxicology study of 2,4dichlorophenol in rats. J. Toxicol. Sci. 30, 59–78 (2005). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16641544/}. Поэтому, чтобы делать выводы об отклонениях в развитии, необходимо проводить измерения именно в соответствующие контрольные точки. Но этого сделано в экспериментах Ермаковой не было. А потому мы не можем сравнивать вес и параметры самок в период беременности с референсными, и делать о них выводы соответственно.

Почему при наличии продуманных и проработанных стандартов дизайна экспериментов такого типа был выбран самостоятельно придуманный подход? Почему вместо обычного тестирования скоростного велосипеда новой конструкции автор предпочла разработать свой велосипед с квадратными приставными колесиками и штурвалом от самолета?

Перечислять все претензии к исследованию можно еще очень долго. В своих комментариях журналу Nature Biotechnology Ермакова также описывает, что ее группа выявила проблемы с репродуктивными органами, физиологическими параметрами и поведением детенышей, матери которых получали ГМ-сою. Однако никаких объективных данных в защиту этих утверждений предаставлено не было. А ведь к моменту, когда происходит эта история, во вселенной международной науки уже существует множество более качественных работ, где также оценивалось влияние ГМ-сои на репродуктивные процессы, иммунную систему и различные физиологические параметры потомства и их матерей, у мышей и крыс[333]. И ни одна из этих работ не показала негативного влияния ГМ-сои на лабораторных животных.

На вопрос журнала о том, почему по итогам работы есть только заявления в прессе, но до сих пор нет опубликованной статьи в рецензируемом журнале, Ермакова не дает ответа {Ермакова И.В. Генетически модифицированная соя приводит к снижению веса и увеличению смертности крысят первого поколения. Предварительные исследования. Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН / (Журнал «ЭкосИнформ», № 1, стр. 4–10). http://eco-irinaermakova.narod.ru/art/art14.html – это по факту русскоязычный вариант статьи.}. Мы можем только предполагать возможные причины. Среди которых у меня вертится в голове вопрос: нет ли здесь попытки скрыть факт не этичного или даже жестокого обращения с лабораторными животными?

Вот отсюда, из такого качества статьи растут ноги у первого, по популярности мифа о ГМО: потребление ГМ-продуктов вызывает бесплодие и проблемы с репродуктивной системой. Теперь у вас достаточно информации, чтобы сделать свои выводы о том, насколько этому утверждению стоит доверять.

4.3. В дополнение

Еще одна история о ГМО, у истоков которой можно обнаружить следы ОАГБ, освещалась в СМИ примерно в то же время, что и эксперимент Ермаковой. Но проверки временем не выдержала, сейчас шум вокруг нее не столько подзабыт, сколько вытеснен из медиапространства историей, которую мы разбирали в этой главе. Но ознакомиться с ней может быть полезно, особенно в контексте этой главы.

«ГМО и хомячки. Капля воды на раскаленный камень». Руслана Радчук. Наука. Троицкий вариант[334]. 22.06.2010. № 56. с. 10https://trv-science.ru/2010/06/gmo-i-xomyachki-kaplya-vody-na-raskalennyj-kamen.

У трех рассказанных выше историй много общего. В них соединились недоверие авторов к технологии и желание личной славы, которую можно легко заработать, сыграв на страхах общества. Четвертая история в этой книге отличается от них очень сильно. Судить о мотивах другого человека занятие неблагодарное, но все же предположу, что героем последней истории не в последнюю очередь двигало желание если не помочь человечеству, то как минимум сделать весомый положительный вклад в имидж технологии генетического редактирования.

Имя героя четвертой истории Хэ Цзянькуй[362], и весь мир узнал его 26 ноября 2018 года. Но мы начнем эту историю издалека.

6.1. Уроки самообороны от братьев наших самых меньших. И о том, как мы их выучили

Перед вами, дорогой читатель, офис шерифа. В его городке царит образцовый порядок. Он, как Крутой Уокер[363], поймает и обезвредит любого преступника. Но что бы он делал без своего секретаря! Он и весь учет ведет, и ориентировки по папкам раскладывает, и для архива все бумаги у него в порядке. Его функции больше никто выполнить не способен, без него – мрак, хаос и полная безнаказанность. Совершенно незаменимая личность!

В этом городе правопорядок превыше всего. Здесь не задержат невиновного, даже если он сильно похож на преступника. А вот преступникам тут не поздоровится. Вот такую чудесную систему выстроили… бактерии и археи!

Эта маленькая глава посвящена молекулярным ножницам – системе бактериального иммунитета, легшей в основу технологии CRISPR/Cas, которая 10 лет назад покорила ученых всего мира[364]. Миллиарды лет бактерии использовали ее для борьбы с проникающими в них врагами. А потом как обычно – ученые что-то заметили, много лет пытались понять, что именно они заметили, потом осознали и успешно поставили себе на вооружение.

Охранный механизм бактерий после некоторых доработок оказался чрезвычайно удобен для вырезания ненужных или испорченных фрагментов ДНК (иногда РНК) прямо внутри живой клетки(!), а при некоторой его доработке и вставки на место разреза нужной ученым последовательности.

Как же это все происходит у бактерий и архей? Вернемся к аналогии. Офис шерифа – это набор последовательно идущих генов, расположенных, как правило, на хромосоме бактерии. С этого блока генов читаются:

• шерифы – белки Cas9. Они находят преступника и уничтожают его[365];

• секретарь – лидерная последовательность. Находится рядом с генами cas-белков. С нее начинается архив, за который она отвечает;

• архив – собрание личных дел преступников, лежащих в одинаковых папках «Дело № _». Все папки с записями вместе называются CRISPR-кассетами,

• сами записи – информация о преступниках, которые когда-либо попадались в лапы шерифов – спейсеры. Это кусочки генов, вырезанные из геномов ранее нападавших на бактерию вирусов;

• папки «Дело № _» – повторяющиеся блоки, повторы. У разных организмов их длина может отличаться. Обычно в таком повторе по 24–48 генетических букв. Они разделяют между собой записи о преступниках.

Каждый день секретарь (лидерная последовательность) перебирает в архиве папки с делами, изготавливая копию фотографии каждого преступника (считывает последовательности CRISPR-кассет – кусочки генов, некогда пойманных и побежденных вирусов в РНК). Делает это последовательно: начинает с промотора лидерной последовательности и далее идет по порядку. Перед началом рабочего дня каждый шериф (белок Cas9) получит по такой копии (той самой РНК, она будет называться направляющей) и отправится на патрулирование улиц – территории клетки. У каждого шерифа свое задание – именно порученного ему преступника он теперь и будет выслеживать.

Представим теперь, что в бактерию проникнет вирус-преступник, братья-близнецы которого уже попадались однажды патрульным. То есть оставили в базе свои фото перед трагической гибелью. Так что наш нарушитель рискует встретиться с рыскающими по клетке шерифами-Cas9, у которых есть ориентировка на всю его преступную семейку.

Разные Cas9 будут подлетать к злодею и прикладывать к нему фото – свою направляющую РНК, изготовленную по фрагменту ДНК(РНК) ранее уничтоженного вируса. Нет в нарушителе такого фрагмента? Этот шериф убегает дальше. Есть подобный? Руки вверх! Шериф выхватывает острые ножницы и уверенным движением кромсает нарушителя пополам! Ну а перед тем, как останки нарушителя будут окончательно уничтожены другими механизмами клетки, от него отрежут кусочек (сделают фото) и принесут к секретарю – лидерной последовательности. Далее эту «фотографию» только что убитого нарушителя добавят в архив. Архив увеличится, шерифы станут более информированы, а записи будут переданы вместе с архивом следующим поколениям бактерии.

Кстати, а могут ли охранники навредить самой бактерии? Ведь есть вероятность, что на бактериальной хромосоме какой-то фрагмент совпадает с портретом врага. Все продумано: Cas-белки режут не все, что им вздумается, но только если рядом с потенциальным совпадением есть специальная последовательность из нескольких нуклеотидов (PAM – Protospacer Adjacent Motif)[366]. Такая последовательность есть у вирусов, но ее нет в геноме самой бактерии. Так что «невиновные» в этом мире закона и порядка полностью в безопасности!

Итак, именно этот метод взяли и поставили себе на службу ученые. Достаточно сконструировать направляющую последовательность так, чтобы она соответствовала фрагменту в геноме редактируемого растения или животного, который мы хотели бы разрезать. А затем ввести уже «настроенную» CRISPR/Cas9-систему в клетки. А еще вместе с системой можно ввести фрагменты ДНК, которые мы хотели бы вставить на место разреза. И вуаля, немного биологической магии, и перед нами ГМО[367].

Звучит все очень круто, но насколько надежен такой метод? Во-первых, нужно вспомнить, что чем короче будет направляющая РНК (портрет преступника, который таскают шерифы), тем больше вероятность того, что подходящих мест в геноме окажется сразу несколько (ведь геном сложных организмов, как правило, состоит из миллиардов пар оснований, так что в нем довольно много повторяющихся фрагментов). Поэтому направляющую последовательность ученые должны очень тщательно заранее продумать. Но и это не дает гарантий, потому что, во-вторых, в оригинале метод CRISPR/Cas9-«ножниц» может сработать и на последовательность, не идеально подходящую под шаблон направляющей РНК. Ошибка в пару букв для него вполне допустима, что устраивает исторически пользующиеся этим методом бактерии, но не устраивает генных инженеров, ведь она может обернуться большими проблемами для отредактированного более сложного организма. Так что в лаборатории используют усовершенствованные методы, в основе которых лежит оригинальный бактериальный[368]. И хотя эти методы действительно очень существенно повышают точность, идеальными их все еще не назвать. А потому риски нежелательных модификаций в редактируемом организме все еще существуют.

Сегодня при помощи описанной системы появляются все новые и новые экспериментальные организмы, а кое-что даже уже можно увидеть на прилавках[369]. Так что особенность истории, которую я сейчас расскажу, вовсе не в самой технологии.

6.2. Близняшки вне закона

Во второй половине ноября 2018 года город Гонконг принимал у себя множество ученых со всего мира. Они собрались на конференцию, чтобы обсудить новые технологии редактирования генов, их перспективы и различные этические проблемы вокруг всего этого. В общем, важное для всей мировой науки, но вполне рядовое в общественном плане мероприятие. Но ровно за день до начала стало понятно, что ему суждено попасть в историю всего человечества.

26 ноября к одному из организаторов конференции пришел молодой китайский ученый[370] и заявил: я создал первых в мире полностью ГМ-людей. Наверняка он сказал это немного другими словами, но их нам с вами не узнать, а главный смысл хорошо укладывается как раз в эту фразу. Итак, по его словам, где-то в Китае (ученый отказался назвать место, время или имена участников) буквально недавно на свет появились малышки-близнецы Лулу и Нана, чьи геномы были отредактированы на стадии эмбрионов, вскоре после искусственного оплодотворения[371].

Тут надо заметить, что редактировать человеческие геномы для лечения опасных генетических заболеваний ученые начали еще за несколько лет до того[372], но речь всегда шла о редактировании генов в конкретных тканях уже взрослых людей. Такие искусственно введенные в геном конкретного органа или ткани мутации не могут передаваться по наследству, ведь они не затрагивают репродуктивные системы человека. Иными словами, такой человек – ГМО лишь отчасти, а его потомство и вовсе будет уже никаким не ГМО, а самым обычным. Еще и исходное заболевание родителя рискует также иметь. Такие манипуляции разрешены законодательствами большинства стран и сегодня все чаще используются уже в почти рядовой медицинской практике[373]. Шокирующим в заявлении профессора Хэ была вовсе не примененная технология, а ее этическая сторона: на свет появились дети, чей организм целиком подвергся генетическому редактированию, а привнесенные в него мутации передадутся и их детям, и детям их детей. И это в корне меняет ситуацию: а имеем ли мы право на такое вмешательство в чужую жизнь? Регулирующие органы большинства стран с той или иной степенью строгости отвечают на этот вопрос «нет». Так, к примеру, редактирование генома человека на эмбриональной стадии не запрещено законодательством США, но на него наложен мораторий. В таких странах, как Китай, Индия и Япония, запрет наименее сильный – он производится не через закон, а через набор руководящих принципов, которые могут быть изменены в конкретных случаях[374]. Во многом это и стало причиной, по которой эксперимент с редактированием эмбрионов был поставлен именно в Китае. Но законно – не равно этично. А понимание этики может варьировать между людьми. Так и сообщество ученых разделилось на два (неравных) лагеря: поддержавших и осудивших автора одиозного эксперимента[375]. Вам уже захотелось примкнуть к одному из них? Погодите. Давайте для начала выложим на стол все карты.

6.3. В лаборатории

Участниками эксперимента выступили 7 семейных пар[376], в которых все потенциальные матери были здоровы, а все потенциальные отцы имели положительный ВИЧ-статус. Однако все мужчины своевременно получали АРВТ (антиретровирусная терапия – комплекс препаратов, способствующий подавлению вируса иммунодефицита в организме) и к моменту оплодотворения шансов передать ВИЧ ребенку не имели. Сам автор эксперимента, по его словам, и не ставил целью получение здоровых детей, это и без него прекрасно умеет делать современная медицинская практика. Его цель была создать детей, которым ВИЧ не мог бы грозить и в будущем. То есть устойчивых к потенциальному заражению[377].

От каждой пары был получен материал – сперма у мужчин и яйцеклетки у женщин. Далее сперма была промыта – из нее удалили семенную жидкость, так как в ней могли быть частицы ВИЧ. На следующем шаге выделенные сперматозоиды были искусственно введены в яйцеклетки вместе со специальными ферментами системы генетического редактирования CRISPR/Cas9[378]. О том, как работает эта система и чего именно хотели добиться ученые, мы поговорим чуть дальше, а пока сосредоточимся на «человеческой» части эксперимента. Всего таким образом были получены 22 оплодотворенные яйцеклетки. В следующие дни эксперимента было установлено, что 16 из них стали жизнеспособными эмбрионами, а генетический анализ показал, что ожидаемые учеными изменения в них произошли.

Два из 16 эмбрионов были подсажены одной из женщин[379] и в ноябре 2018 года на свет появились две здоровые (по заверениям автора исследования) девочки. Заметить стоит, что только в одном из двух эмбрионов искусственно произведенная мутация произошла в обеих хромосомах – отцовской и материнской. Второй эмбрион был отредактирован лишь «наполовину» – одна копия гена осталась неизмененной, а во второй редактирование произошло. Но удалась ли основная цель эксперимента? Действительно ли дети получили пожизненную защиту от ВИЧ?

6.4. Возможно ли иметь пожизненный иммунитет к ВИЧ?

Простой ответ – да. Дело в том, что есть в нашем организме важный для работы иммунной системы белок, который кодируется геном CCR5[380]. Представить его себе проще всего в виде космической станции, например МКС.

Теперь представим небольшой космический шаттл, который доставляет астронавтов на борт МКС, – это ВИЧ. Если все пройдет по плану, то автоматика шаттла опознает место расположения стыковочного узла на МКС и сможет к нему успешно пристыковаться. Шлюзы откроются, а астронавты переберутся на борт станции. В мире молекул в роли шаттла – вирус, а в роли МКС – лейкоциты, клетки иммунной системы. В роли шлюза на станции – рецептор CD4 на поверхности лейкоцита. К рецептору при помощи специального вирусного гликопротеина gp120 надежно прицепляется вирус иммунодефицита[381]. Это немного похоже на то, как действует роботизированная рука, корректируя стыковку шаттла со станцией. Но в этот момент «шлюзы заперты» – просто так в клетку не проникнуть. Однако когда стыковка уже завершена, форма «руки» – гликопротеина – изменяется. Теперь она может «ухватиться» за еще один важный рецептор на поверхности клетки – CCR5. После такой надежной стыковки пора приступать ко взлому шлюза – ведь наш шаттл только притворяется доставкой нового экипажа и свежих фруктов, а на самом деле в его кабине притаились коварные космические пираты. За взлом отвечает еще один вирусный белок – gp41. Он проникает в мембрану клетки и изменяет ее так, что она начинает сливаться с мембраной вируса. После чего вирус оказывается внутри клетки. Его капсид (вирусная белковая оболочка) раскрывается, и в клетку проникает РНК – информационная молекула ВИЧ. Следом в дело вступает еще один компонент, который коварный вирус контрабандой притащил с собой – обратная транскриптаза. Этот фермент позволяет по РНК вируса синтезировать ДНК. А уже ДНК далее встроится в ДНК клетки человека и заставит ее следовать своим инструкциям. Так происходит процесс заражения[382].

Как видно, он состоит из нескольких последовательных этапов. И мы можем попробовать нарушить каждый из них, чтобы предотвратить заражение. Например, часть современных антиретровирусных препаратов (АРВТ) направлены на блокировку работы обратной транскриптазы. Без нее, даже проникнув внутрь клетки, вирус остается совершенно беспомощным, ведь он не имеет возможности размножаться. Он оказывается обезоружен и заточен в клетке, и это заточение будет для него пожизненным, если пациент не прекратит принимать препараты[383]. Но можно применить и иную тактику.

Помните тот самый рецептор CCR5, без которого не пройдет «стыковка»? А что если изменить его так, чтобы вирус больше не мог использовать его для своих целей?

В процессе эволюции у некоторых людей произошла любопытная мутация в гене CCR5, который кодирует рецептор CCR5. Из гена «выпало» 32 буквы, поэтому на его основе стал собираться немного измененный рецептор, который вирус иммунодефицита не умеет использовать в своих целях. Так что люди с такой мутацией (CCR5-32) почти не подвержены заражению ВИЧ[384].

Причем интересная штука – эта мутация встречается у каждого 10-го потомка европейцев, но ее почти невозможно встретить у потомков людей из Азии, Африки или Ближнего Востока. Нет ее и у коренных американцев. Из географических и исторических предпосылок следует, что такая мутация могла возникнуть около 700 лет назад. Но ведь ВИЧ намного, намного моложе! Значит, что-то еще способствовало тому, что эта мутация закрепилась в популяции. Ученые предположили, что «виной всему» эпидемии, бушевавшие с ужасающей периодичностью в средневековой Европе. Но противостоять какой именно болезни помогало наличие такой мутации? На роль «инструмента отбора» рассматривали и оспу, и геморрагическую лихорадку, от которых погибали целые города. Но, кажется, в итоге все-таки ученые сошлись на кандидатуре бубонной чумы. И даже конкретно на пандемии чумы под названием «черная смерть», которая между 1347 и 1350 годами унесла миллионы жизней[385].

Гомозиготные по мутации CCR5-32 люди (кому достались две мутантные копии – от мамы и от папы) устойчивы к заражению самыми распространенными формами ВИЧ. Гетерозиготные (у которых только одна мутантная копия от одного из родителей) – такой защиты, похоже, не имеют. Но показано, что заболевание у них может развиваться медленнее, чем у носителей обеих копий нормального CCR5 гена[386].

Такую мутацию и планировал внести в эмбрионы Хэ Цзянькуй (но из позднее опубликованных сведений видно, что в итоге получилось немного иначе[387]). По его словам, одна из девочек теперь полностью защищена от заражения ВИЧ (гомозиготна по двум измененным аллелям CCR5), а вторая получила хоть какое-то преимущество (она гетерозиготна)[388].

Но значит ли это, что иметь такую мутацию хорошо и всем нам она нужна? Нет. Например, по некоторым данным, эта защищающая от ВИЧ мутация может увеличивать восприимчивость организма к лихорадке Западного Нила[389], или повышать риски развития сахарного диабета 1-го типа[390]. После такого уверенно налетать на ген CCR5 с ножницами уже не кажется такой хорошей идеей.

6.5. Соучастники или жертвы?

С технической частью эксперимента разобрались. Пора переходить к этической. Во-первых, заявление появилось ровно накануне международного саммита, посвященного редактированию генома человека[391]. Довольно сложно представить это совпадением, а не целенаправленным действием, мотивы которого, впрочем, могут быть различны. Хотел ли Хэ Цзянькуй повлиять на ход этого саммита и решений по его итогам? Или же им двигала жажда личной славы? При этом ни первое, ни второе не исключает наличия одновременно и вполне благородных мотивов поступка – желания помочь людям. Во-вторых, меня, как и большинство ученых, высказавших свою позицию, смущает отсутствие научной публикации его результатов. Долгое время существовало лишь словесное заявление для СМИ, текст доклада для того самого саммита под названием «Редактирование гена CCR5 в мышиных, обезьяньих и чловеческих эмбрионах с использованием технологии CRISPR-Cas9»[392] да несколько видео на YouTube-канале лаборатории[393]. Серьезная наука так не делается – привести такое опрометчивое поведение может к очень опасным для всех последствиям. Вспомнить хотя бы главу об Арпаде Пуштаи, его заявлении для телевидения и последствиях для всей генетической инженерии на следующие 30 лет. Неужели такие последствия ждут и технологии редактирования человека, которые могли бы принципиально изменить качество жизни людей с серьезными генетическими заболеваниями? Таких последствий опасаются и специалисты. Законодательство разных стран, и так в большинстве случаев довольно строгое в отношении исследований, связанных с редактированием человека, может обрасти еще большим числом тормозов[394]. Даже сегодня, спустя несколько лет, публикации так и не появилось, однако оснований считать всю работу лишь выдумкой у научного сообщества тоже нет. Не так давно появились статьи с выдержками из так и не опубликованной работы ученого, которая должна была называться «Рождение близнецов после редактирования генома для устойчивости к ВИЧ»[395]. Разбиравшие ее эксперты считают, что некоторые места в работе попросту противоречат друг другу[396].

Полагаю, что в этом месте у читателя уже сложилось определенное отношение к данной истории. Но подождите еще немного. Помните, что в парах, которые принимали участие в эксперименте, отец был носителем ВИЧ, а мать была здорова? На пресс-конференции во время саммита профессора Хэ спросили, почему выбор был именно таков? Ведь риски заболевания у ребенка значительно выше, если заражена именно мать, а не отец? И ответа на этот вопрос не было дано[397]. Поищем его самостоятельно. В видео[398] на своем канале профессор Хэ делает упор на то, как рад был отец появлению дочерей, ведь ранее он даже и не надеялся стать отцом – вспомогательные репродуктивные технологии в Китае недоступны для людей с ВИЧ (кстати, из этого факта специалисты, занимающиеся расследованием этого случая, делают предположение, что образец крови, полученный от настоящего отца, был тайно заменен на чужой, от ВИЧ-отрицательного человека; только так можно было получить разрешение на проведение процедуры[399]). Далее профессор с убедительной интонацией рассказывает о том, какой дискриминации подвергаются люди с ВИЧ в обществе, говорит, что таких как Марк (имя отца девочек) работодатели увольняют, медики отказывают им в медицинской помощи. С его слов, будущие отец и мать не могли позволить себе принести своих детей в такой жестокий мир. Звучит очень убедительно. Возможно, столь же убедительно, как звучало это и для всех потенциальных отцов, принявших участие в исследовании.

Некоторые эксперты полагают, что супружеские пары находились под давлением, когда давали согласие на участие, и не понимали до конца, что сама технология редактирования не настолько надежна, чтобы исключить непредвиденные последствия для детей[400]. Кстати, само согласие они давали в форме[401] с заголовком «Программа развития вакцины против СПИДа»[402]. И такая программа действительно существует, только это совершенно иная программа, никак не связанная с данным исследованием[403]. Это также наводит на мысли о том, насколько люди понимали, что именно им предлагают сделать. Могли ли они полагать, что эмбрионам просто сделают «защищающую прививку»?

На этом месте просто обязан возникнуть вопрос: почему при таком количестве этических вопросов эксперименты вообще согласовали? Ведь наука XXI века делается не в гараже на верстаке, а тут речь и вовсе об ЭКО – процедуре сложной, дорогостоящей, требующей медицинского и лабораторного оборудования, высококвалифицированного персонала. Да и в конце концов, кто-то же должен был и роды принять. В общем, все это могло происходить только в специализированной клинике, где план эксперимента обязан был пройти экспертизу у специалистов по этике. И такая клиника действительно указана в документах к исследованию. Вот только эта указанная в реестре клинических испытаний Китая как давшая этическое одобрение работе Хэ клиника 27 ноября опубликовала пресс-релиз, в котором говорится, что никакого одобрения она не давала. Представители клиники поставили под сомнение подписи на форме одобрения и заявили, что больничный комитет по медицинской этике никогда не проводил совещаний, связанных с исследованиями лаборатории профессора Хэ[404]. То есть документы были попросту подделаны? Среди авторов так и не опубликованной официально статьи нет имен врачей или акушеров. Можно предположить, что таким способом Хэ также пытался защитить анонимность пациентов. Но можно и задать вопрос, а знали ли медики, что ведут необычную беременность или принимают необычные роды? Забегая вперед скажу, что история эта закончилась тюремным заключением для главных авторов исследования. Но кто же в этой истории остальные ее герои – состоявшиеся и несостоявшиеся родители, медики и лаборанты? Соучастники, понимающие все детали происходящего, или обманутые жертвы скрытых мотивов главного героя?

6.6. И что дальше?

Китайская академия наук выступила с заявлением, осуждающим работу Хэ, а Генетическое общество Китая и Китайское общество исследований стволовых клеток совместно выступили с заявлением, в котором говорится, что эксперимент «нарушает международно признанные этические принципы, регулирующие эксперименты на людях, и закон о правах человека»[405]. К этим же выводам пришло и мировое сообщество, и законодательные власти Китая: за «незаконную медицинскую практику» Хэ Цзянкуй и два его соавтора – Чжан Ренли из медицинского учреждения в провинции Гуандун и Цинь Цзиньчжоу из медицинского учреждения в Шэньчжэне – были осуждены на тюремные сроки (3 года, 2 года и полтора соответственно) с выплатой крупных денежных штрафов[406]. Ну а что же с самыми главными героями этой истории – с самими детьми?

Тут вопросов еще больше. Мы по-прежнему не знаем, кто они и где их искать. По некоторым данным можно сделать вывод, что спустя некоторое время на свет мог появиться еще один отредактированный ребенок от еще одной пары родителей, но о нем информации нет совсем никакой[407]. Исследователи со всего мира тщательно исследуют все доступные материалы об эксперименте и пытаются строить хоть какие-то прогнозы из попыток повторить его результаты «в пробирке». То и дело на свет появляются новые статьи с новыми сенсационными выводами: одни исследователи повторили работу на мышах и сделали предположение, что введенная девочкам мутация могла также положительно повлиять на работу мозга – улучшить память и способность нейронов быстрее создавать новые связи (это чрезвычайно важно, например, для восстановления функций мозга после полученных травм или инсультов)[408]; другие исследовали реестр смертей, содержащий более 400 000 записей о судьбах британцев и их генетических маркерах, и установили, что гомозиготные носители мутации CCR5-32 имеют повышенные риски смертности от всех причин аж на 21 %[409]. Связано ли это именно с мутацией, а не с иными сопутствующими факторами? Означает ли это повышение таких рисков для одной из малышек? Неизвестно. Какие-то выводы подсказывают исследователям и работы на примере искусственного введения других мутаций. Они дают нам основания полаать, что такое редактирование может приводить к хромосомным аберрациям – значимым перестройкам в хромосомах, удалению незапланированных участков хромосом[410]. Ладно. Ответов все еще намного меньше, чем вопросов. Как на поле этики, так и на поле биологии.

Вся эта история вскрыла немалые проблемы с уже существующим законодательством. После скандала правительство КНР захлестнул тяжелый процесс саморефлексии: по всей стране проводились семинары с исследователями и официальными лицами. Их главной темой был вопрос, какие факторы позволили Хэ проводить свои эксперименты и что можно сделать, чтобы этого больше не повторилось. И ответ был таков: путаница из-за существования многочисленных этических руководств для различных областей исследований и несоответствия между их правилами. Вот так комментирует произошедшее Сяомей Чжай (Xiaomei Zhai), специалист по биоэтике Китайской академии медицинских наук в Пекине: исследования Хэ с использованием процедуры редактирования генома контролировались министерством науки и технологий, но затем он имплантировал эмбрионы с отредактированным геномом женщинам – а это уже процедура, которая контролируется министерством здравоохранения. В итоге было попросту неясно, какой орган отвечал за регулирование работы Хэ. И эта неразбериха в регулировании как бы «пригласила» Хэ провести данное исследование именно в Китае[411].

В начале 2022 года вышла директива от китайского Государственного Совета, которая пытается регулировать работу исследовательских учреждений в этой области[412]. Однако сами исследователи настроены скептически: биоэтик Цзин-Бао Ни (Jing-Bao Nie) из Университета Отаго в Данидине, Новая Зеландия, считает, что документ типичен для многих официальных заявлений, он «полон очень возвышенных принципов, фраз и заявлений, но часто расплывчатых слов». А еще, по его мнению, задача китайских властей заключалась не в том, чтобы разработать новые правила, а в том, чтобы обеспечить их соблюдение.

Последнее нам может показать только время. А пока мы можем наблюдать, что буквально недавно, когда я уже заканчивала писать эту книгу, Китай официально расширил контроль над использованием генетических данных жителей страны, в том числе для научных исследований[413]. Теперь китайским организациям запрещают собирать определенные типы генетической информации и делиться генетическими ресурсами с иностранными группами. А это не может не повлиять на мировую науку – ученые не смогут загружать важные (анонимизированные) данные в общедоступные хранилища и работать над ними совместно со своими иностранными коллегами. Слишком строгие требования так же плохи, как и их отсутствие или несоблюдение.

Аркади Наварро (Arcadi Navarro), генетик из Университета Помпеу Фабра в Барселоне, Испания, рассказывает[414], что многие страны контролируют, как можно обмениваться данными ДНК своих граждан, но большинство развитых стран содействуют обмену данными для исследований. В странах с низким уровнем дохода и странах с уязвимыми этническими меньшинствами, наоборот, встречаются строгие правила обмена данными, аналогичные китайским. Все это выглядит совсем плохо в свете уже известных историй эксплуатации уйгуров в Китае[415].

Ну что, вот теперь вы готовы сделать свои выводы в этой истории, располагая теми же сведениями, что есть на руках у экспертов сегодня? Мне было бы интересно услышать их. В конце этой книги вы найдете адреса, как связаться со мной. Напишите мне, и мы обязательно обсудим эту действительно горячую и сложную тему.

6.7. В дополнение

Просто о сложном:

• CRISPR/Cas. https://biomolecula.ru/articles/prosto-o-slozhnom-crispr-cas

• CRISPR/Cas9 как помощник в борьбе с ВИЧ. https://biomolecula.ru/articles/crispr-cas9-kak-pomoshchnik-v-borbe-s-vich

• CRISPR-системы: иммунизация прокариот. https://biomolecula.ru/articles/crispr-sistemy-immunizatsiia-prokariot

• Что такое CRISPR/Cas9 и как эта технология изменит медицину. https://nplus1.ru/material/2016/02/02/crisprfaq

• Редактирование генома с CRISPR/Cas9. https://postnauka.ru/faq/59807