Издательство «Альпина нон-фикшн» представляет книгу Эми Уэбб и Эндрю Гесселя «Машина творения. Новые организмы, редактирование генома и лабораторные гамбургеры» (перевод Ольги Корчевской).
Синтетическая биология преобразит наше понимание семейных связей, время нашего старения, то, чем мы лечимся, где живем и что едим. В этой бурно развивающейся области, задействующей компьютеры для исправления и изменения генетического кода, уже разработаны революционные решения — от мРНК-вакцин и диагностики врожденных заболеваний у эмбрионов до выращенного в лаборатории мяса, которое на вкус почти неотличимо от настоящего. Она дает нам шанс справиться с глобальными угрозами — изменением климата, нехваткой еды и энергетическим кризисом.
Но она же и несет в себе серьезные риски. Допустимо ли выпускать в дикую природу генетически модифицированные организмы? Должны ли существовать ограничения на усовершенствование человеческого тела? Какие кибербиологические опасности нам грозят? Может ли грядущая война с использованием специально сконструированных бактерий и вирусов привести к массовому вымиранию?
Эми Уэбб и Эндрю Гессель захватывающе описывают настоящее и будущее синтетической биологии, помогая нам задуматься о моральных дилеммах, связанных с целенаправленным конструированием жизни, и о грандиозных перспективах, которые оно перед нами открывает.
Предлагаем прочитать один из разделов книги.
Новое начало
Если вы поедете на юг от Регионального офиса ФБР в Сан-Франциско, а в Хаф-Мун-Бэй свернете на трассу 1, перед вами откроются потрясающие океанские пейзажи. Берег Тихого океана окаймлен шероховатыми песчаными дюнами, высокими травами и перестойными кипарисовыми, сосновыми и дубовыми лесами. После развилки у Монтерея дорога петляет мимо усеянных желто-оранжевыми цветами полей и наконец приводит к уютно расположившемуся под пологом деревьев конференц-центру «Асиломар», в строительстве которого воплотилась идея объединения естественной и рукотворной среды.
В конце XIX в. на рынок труда начали выходить женщины, пополняя ряды низкооплачиваемых рабочих и служащих. В то время отделение Христианского союза молодых женщин (YWCA) в Сан-Франциско возглавляли три феминистки: Эллен Скриппс (издатель), Мэри Меррилл (активистка, филантроп и писательница) и Фиби Херст (выдающаяся суфражистка и филантроп, мать медиамагната Уильяма Рэндольфа Херста). Для лагеря YWCA они выбрали это место на побережье, но имели более амбициозные планы. Все они были богаты и могли нанять любого из лучших архитекторов-мужчин того времени, однако поручили проектирование небольшого кампуса малоизвестному инженеру-архитектору по имени Джулия Морган. Победителем в конкурсе названий для центра стала студентка Стэнфорда Хелен Солсбери, предложившая комбинацию из двух испанских слов: asilo («убежище») и mar («море»). В 1913 г., во время первой конференции женщин-руководителей, «Асиломар» стал не просто «убежищем у моря» и лагерем YWCA. Он стал надеждой. Местом, где женщины учились друг у друга и общались с разными прогрессивными мыслителями, среди которых со временем стали появляться и мужчины. Собиравшиеся в «Асиломаре» стремились разобрать американское общество на простейшие элементы, а затем собрать заново и сделать инклюзивным, равноправным и готовым к лучшему будущему.
Скриппс, Меррилл и Херст считали священным долгом каждого человека критически оценивать мощные системы, управляющие его жизнью, даже если это сопряжено с большой неопределенностью. Они понимали, что по мере развития науки и технологий жизнь придется переосмысливать снова и снова.
* * *
К 1973 г. недалеко от «Асиломара» проводились исследования, которые, как вскоре выяснилось, имели чрезвычайно большое значение. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Стэнфорда экспериментировали с рестрикционными ферментами: разрезали длинные цепи нуклеотидов на более мелкие кусочки из букв генетического кода, а затем вставляли их в другие клетки. Они надеялись разработать процесс, который можно было бы использовать для обмена ДНК между разными биологическими видами.
Полученная технология, названная рекомбинантной ДНК или рДНК, влекла за собой серьезные последствия. Если ученым удалось организовать обмен ДНК между бактериями, то какие организмы на очереди? Проблема заключалась в том, что вирусы, вызывающие рак у мышей, теоретически могут быть переданы лошадям. А если лошадиный вирус попадет в человеческий организм? Это открывало новую ужасающую перспективу: сознательно или непреднамеренно, исследователи могли создать новые болезни, о которых мало что известно и от которых нет ни защиты, ни лечения. (Напомним, что в ту эпоху устройство для генетического секвенирования еще не изобрели и расшифровка кода нового патогена требовала много времени и труда.) Кроме того, невозможно было предсказать, как эти модифицированные организмы поведут себя в дикой природе или как они будут эволюционировать. Но одно не вызывало сомнений: люди практически превратились в богов. Они не просто переосмыслили жизнь. Они ее воссоздали и преобразовали.
Один из причастных к этому открытию, биохимик из Стэнфорда Пол Берг, вскоре после того, как он в 1972 г. впервые синтезировал молекулу рДНК, направил в журнал The Scientist письмо с предостережением. «Сейчас несколько групп ученых планируют использовать эту технологию для создания рекомбинантной ДНК из множества других вирусных, животных и бактериальных источников, — писал Берг. — Хотя такие эксперименты, вероятно, облегчат решение важных теоретических и практических проблем биологии, они также приведут к созданию новых типов инфекционных элементов ДНК, биологические свойства которых невозможно полностью предсказать заранее».
Берг встречался с другими выдающимися учеными, включая биологов Максин Сингер, Дэвида Балтимора, Нортона Зиндера и Джеймса Уотсона, который в то время был директором лаборатории в Колд-Спринг-Харбор, одного из ведущих мировых центров биологических исследований. Всех их беспокоила потенциальная опасность молекул рДНК, способных, как они знали, вызвать появление самовоспроизводящихся вирусов, опасных бактерий или даже биологического оружия, что чревато катастрофическими последствиями. Однако они признавали и потенциал рДНК. Если исследования продолжатся, а ученые научатся безопасно использовать эту технологию, она откроет колоссальные возможности для улучшения жизни и увеличения ее продолжительности: для производства синтетического инсулина, создания антибиотиков и изобретения новых лекарств, о которых пока никто даже не задумывался. Берг и его коллеги призывали ввести мораторий на дальнейшие эксперименты до тех пор, пока не будет разработан ряд принципов, которыми следует руководствоваться при проведении исследований по генной инженерии.
В результате возникли два больших вопроса. Каковы эти принципы? И кто их будет определять? Предстояло решить и проблемы геополитического характера. Только что состоялся вывод американских войск из Вьетнама, а Советский Союз закладывал основы коммунистического режима в Юго-Восточной Азии, Латинской Америке и Афганистане. Между США и Китаем на тот момент не было дипломатических отношений. Если бы в группу вошли исключительно американские ученые, то любые выработанные ими принципы другие страны, вероятнее всего, проигнорировали бы или отвергли.
Кроме того, существовали моральные, этические и религиозные соображения. Английские врачи проводили опыты по разработке новой процедуры, которая позволила бы создать эмбрион человека «в пробирке». Это напугало теологов, которые оказались совершенно не готовы к решению сложных моральных вопросов, возникших в связи с этой разработкой. Появление свода принципов еще больше укрепило бы давние религиозные убеждения о зарождении жизни — такие, в которых манипулирование генетическим материалом или его уничтожение называется грехом, — что скорее помешало бы, а не помогло исследованиям. Если бы группа состояла только из ученых, разработанные ею принципы впоследствии стали бы оспаривать политики, обоснованно утверждая, что любые законы, в том числе касающиеся жизни, определяют не ученые, а правительства.
Берг и его коллеги понимали, что единая позиция широкого круга заинтересованных сторон имеет решающее значение для выработки норм, которые позволили бы снизить риск и одновременно способствовали бы развитию научных исследований.
На 24 февраля 1975 г. они запланировали провести конференцию для обсуждения двух основных вопросов:
(1) Как согласовать защиту свободы научных исследований с защитой общественного блага?
(2) Как принимать решения о научных исследованиях и применении их результатов в обществе, особенно в условиях неопределенности?
Они составили международный список выдающихся специалистов в области молекулярной биологии, журналистов, врачей, юристов и представителей других основных профессий. Всех их пригласили в «Асиломар», место радикальных переосмыслений, чтобы определить дальнейшие перспективы искусственного создания жизни.
Поднимаясь на сцену во время открытия конференции, Берг и Балтимор понимали: не все присутствующие в зале знают, что такое рДНК. Поэтому они начали с объяснения технологии в понятных терминах, не преувеличивая ее возможные последствия. Но серьезность события также была четко обозначена. Эту группу людей, прибывших из США, Советского Союза, Западной Германии, Канады, Японии, Англии, Израиля, Швейцарии и других стран, уже называли биотехнологической версией Конституционного собрания. Поэтому в конце заседания Балтимор сделал мрачное замечание: если такая группа не сможет достичь согласия относительно того, как использовать рДНК, никому другому это тоже не удастся.
У организаторов были и другие мотивы. Новые биотехнологии, включая рДНК, в конечном итоге привлекут внимание законодателей. Им и общественности будет трудно разобраться, что такое рДНК. Среди несведущих быстро распространится дезинформация. Организаторы знали, что наука должна быть самостоятельной сферой, но для этого ученым и исследователям нужно заслужить доверие среди населения и развеять опасения законодателей по поводу безопасности. Если бы этой группе в «Асиломаре», тщательно отобранной из представителей разных дисциплин, удалось открыто обменяться мнениями и прийти к консенсусу, ученые продемонстрировали бы способность уравновешивать свои научные интересы добровольным самоограничением.
Именно поэтому в «Асиломар» были приглашены более десятка корреспондентов — из The New York Times, The Wall Street Journal, Canadian Broadcasting Corporation, Frankfurter Allgemeine и даже Rolling Stone. Предполагалось, что журналисты опишут все обсуждения, а не только итоги конференции. Тогда все споры, полемика и перебранки между учеными будут отражены в репортажах, которые прочтут политики и обычные люди. Ученые, которые в большинстве случаев работают в лабораториях за закрытыми дверями, публикуют сложные для понимания научные труды и вообще избегают внимания общественности, опасались, что открытые прения вновь поднимут вопрос об общественном контроле над биотехнологиями. Тем не менее Берг и его коллеги надеялись на другой результат. Имея более полное представление о том, что такое рДНК, и зная, что ученые прилагают все усилия для предотвращения наихудшего развития событий, люди будут доверять и ученым, и науке. Организаторы оказались правы. Участники пришли к единому мнению и согласовали ряд ограничений и протоколов обеспечения безопасности, которые нужно было ввести до возобновления исследований в области рДНК. Вскоре после этого были опубликованы официальные главные принципы.
Со своей стороны, Rolling Stone опубликовал обширный рассказ от первого лица о том, как ученые в «Асиломаре» обсуждали вопросы генетики. В одном и том же номере тогда напечатали статьи о Стиви Уандере и о Джеймсе Уотсоне. Обложку украшал психоделический рисунок в стиле семидесятых: Уандер в темных очках с разноцветными абстрактными бликами, в наушниках, лохматой коричневой шубе, с бусами на шее и в громадной разноцветной кепке. На одном из разворотов была сделанная во время перерыва на кофе черно-белая фотография неуклюжего Уотсона в помятом свитере. Он слушал другого участника (свитер на котором был помят чуть меньше). Особенно важно, что за последние 40 лет технология рДНК обеспечила колоссальный научный прогресс, не вызывая негативных последствий для общественного здравоохранения и, что самое удивительное, не провоцируя — до совсем недавнего времени — дезинформационных эпидемий. Ученые заслужили доверие общественности, доказав, что они могут анализировать риски, приходить к общей позиции и самостоятельно управлять своей работой. В «Асиломаре» началась новая эра для науки — эра прозрачности и публичного правопорядка.
Учитывая эксперименты Хэ Цзянькуя с CRISPR, распространение дезинформации о мРНК-вакцинах и перспективы создания химер человека, неудивительно, что звучат призывы созвать в «Асиломаре» новую группу представителей заинтересованных сторон и обсудить риски и преимущества, связанные с синтетической биологией. Но в 2022 г. мир отличается от того, каким он был в 1975 м. Сегодня существует множество биотехнологий, позволяющих коренным образом изменить жизнь, а достижения в таких областях, как искусственный интеллект, инфраструктура компьютерных сетей, беспроводные технологии 5G и 6G, обеспечивают научно-исследовательскую деятельность, инновации и постоянный приток новых коммерческих продуктов. Было бы ошибкой проводить конференцию, посвященную последствиям CRISPR, без обсуждения рисков и преимуществ, связанных с глубокими нейронными сетями ИИ. Сформировать единое мнение по всему множеству технологий, представляющих синтетическую биологию, будет очень сложно. Кроме того, на данном этапе не вполне ясен патентный ландшафт, и в судах все еще ведутся юридические баталии. Некоторые ученые, которых можно было бы пригласить для выработки единой позиции относительно будущего синтетической биологии, в эти дни судятся друг с другом.
Технология существенно продвинулась вперед, но и глобальные амбиции — и сложности — у стран, занимающих в ее развитии лидирующее место, тоже выросли. Россия больше не участвует в коллективной работе в области биотехнологий. Китай отдает предпочтение синтетической биологии, стремясь к мировой гегемонии в науке и технике. Смена администраций в Белом доме не дает возможности правительству США выработать согласованный курс в научно-технической политике. Кроме того, финансированием исследований сейчас занимается гораздо больше инвесторов. Медико-биологические разработки — один из крупнейших и наиболее привлекательных секторов для венчурных фирм, хедж-фондов и прямых инвестиций. Чтобы провести «Асиломар» в современных условиях, нужно приглашать руководителей инвестиционных компаний, успех которых зависит от быстрого вывода коммерческой продукции на рынок и которые, скорее всего, будут против моделирования долгосрочных рисков.
На момент проведения конференции 1975 г. спичрайтеры президента Никсона только начинали придавать термину «медиа» пренебрежительный оттенок, чтобы вызвать недоверие к журналистам. Сегодня же доверие к СМИ находится на рекордно низком уровне, зато размещение непристойного контента и раздувание сенсаций в социальных сетях обеспечивает их пользователям всеобщее внимание и авторитет. Если бы новый «Асиломар» проводился сегодня и о его работе писали журналисты, какова была бы вероятность того, что небольшие перепалки при обмене мнениями были бы моментально вырваны из контекста? Организаторы новой конференции в «Асиломаре» должны исходить из того, что рассказ о ее проведении, как бы добросовестно он ни был изложен, в интернете переиначат в нечто не заслуживающее доверия.
Тем временем, пока мы пишем эту книгу, в мире происходят три события, определяющие будущую жизнь. Калифорнийские законодатели предложили ввести новое правило, обязывающее компании, пересылающие ДНК по почте, проводить проверку на биологическую безопасность; компания Ginkgo Bioworks вышла на открытый рынок с оценкой стоимости в 15 млрд долларов; антиваксеры захватили студенческие кампусы, протестуя против новых требований об обязательной вакцинации студентов от COVID 19 перед осенним семестром 2021 г. Область синтетической биологии быстро развивается, но ее фундамент — правовые рамки, биоэкономика и общественное доверие — остается шатким.
В отсутствие нового «Асиломара» некоторые высокопоставленные лица желают иметь подробные стратегические планы, определяющие будущее синтетической биологии. Чаще всего это экономические стратегии, отражающие развитие, ключевые вехи и поддающиеся измерению результаты на линейной временной шкале. Однако наука не линейна, особенно если речь идет о новых технологиях. Выдающиеся достижения обеспечивают прогресс, но в большинстве случаев эксперименты заканчиваются неудачей. Как правило, открытиям предшествует множество взлетов и падений, столкновений с препятствиями и тупиков.
Возможность задать синтетической биологии позитивный курс развития есть — во многом благодаря основным вопросам, поставленным Бергом и его коллегами, а также примеру, который подали Скриппс, Меррилл и Херст. Мы не можем знать в точности, как сложится будущее синтетической биологии.
Но в наших силах погрузиться в неизвестное и извлечь из него уроки, задаваясь вопросами, которые начинаются со слов «Как нам следует…», «Что будет, если…» и «Можно ли…», а заканчиваются словами «…на благо общества». Вероятно, для этого придется представить себя в будущем, радикально отличном от того, в которое вы верите сегодня. Это вызовет неприятные ощущения. И потребует мужества. Расширить горизонты, чтобы принимать компетентные решения о будущем, а затем начать движение к нему, независимо от того, куда приведет этот путь, — это решительные действия.
Чтобы максимально реализовать потенциал синтетической биологии и при этом свести к минимуму серьезные риски, нужно представить себя в таком неведомом будущем, где нормативно-правовое регулирование, геополитические соглашения и инвестиционные стратегии иные, нежели сегодня. В этом будущем доверие станет возможным благодаря всеохватности, информационному взаимодействию и ответственности за результат. В этом будущем научные знания и понимание демократизируются, религия сосуществует с наукой, а политика расчищает путь для инноваций. (Да, мы знаем, это звучит как невозможный, фантастический план перестройки общества.)