Возможности, которые уже в ближайшее время может открыть синтетическая биология, поражают воображение. Но они несут с собой и некоторые риски. Что, если богатые будут платить за усовершенствование своих детей, а «немодифицированных» детей бедных будут дискриминировать? А если благодаря технологиям новое поколение китайцев окажется здоровее, умнее и выносливее всех остальных? О других опасностях бесконтрольного развития технологий — в отрывке из книги «Машина творения. Новые организмы, редактирование генома и лабораторные гамбургеры» Эми Уэбб и Эндрю Гесселя
Книга главы института Future Today Эми Уэбб и одного из основоположников синтетической биологии, исследователя Эндрю Гесселя «Машина творения. Новые организмы, редактирование генома и лабораторные гамбургеры» посвящена теме генной инженерии, ее возможностям, перспективам и угрозам.
Начинается она с того, что во введении соавторы рассказывают о не самых простых эпизодах своей жизни — Эми делиться опытом нескольких неудачных беременностей, закончившихся выкидышами, а Эндрю описывает свои мысли и ощущения во время обратной вазэктомии, которую ему пришлось делать, когда он вопреки принятому в юности решению осознал, что хочет иметь детей.
Дальше они говорят, что благодаря тому, как наука, в частности, синтетическая биология, меняет нашу реальность, страдания, которые им обоим пришлось пройти на пути к родительству, в ближайшие десятилетия могут стать аномалией. «Новое научное направление обещает пролить свет на то, как зарождается жизнь и как ее можно воссоздавать при самых разнообразных устремлениях: чтобы мы имели возможность лечить людей без лекарственных препаратов, получать мясо, не забивая животных, и создавать семьи, когда подводит природа», — пишут они.
Telegram-канал Forbes.Russia
Канал о бизнесе, финансах, экономике и стиле жизни
Оба автора твердо верят в торжество и невероятные возможности научного прогресса, но не обходят вниманием возможные риски таких стремительных трансформаций. В книге описаны несколько апокалиптических сценариев возможного развития и применения генетических технологий в будущем, в котором «машина творения» будет решать, как осуществлять зачатие детей, как распознавать болезни и бороться со старением, где жить и что есть.
«Машину творения» включил в список лучших книг 2022 года The New Yorker. На русском языке книга выходит в апреле в издательстве «Альпина нон-фикшн». Forbes публикует отрывок.
Генетика и новое цифровое неравенство
«Стоит ли говорить, что родители хотят для своих чад лишь самого хорошего? На что только некоторые не идут, чтобы пристроить своих детей в лучшие, престижные учебные заведения. Бывший генеральный директор крупной финансовой корпорации заплатил сотни тысяч долларов взяток, чтобы его детей приняли в элитные школы, и в результате был приговорен к девяти месяцам тюрьмы. Бывший сопредседатель крупной нью-йоркской юридической фирмы признал себя виновным в том, что за $75 000 пытался подкупить человека, принимавшего вступительный экзамен у его дочери. Его приговорили к месяцу тюремного заключения. Это умные, успешные люди, которые нарушали правила и обманывали систему, чтобы сделать то, что считали лучшим для своих детей.
Если родители с готовностью платят огромные деньги и мошенничают с экзаменами, чтобы их отпрыски попали в элитные учебные заведения, представьте, на что они пойдут, чтобы не допустить хронических патологий и невысокого интеллекта у наследников. Разве они не станут вмешиваться? Будь у людей возможность повысить шансы родить здорового ребенка — а еще лучше здорового и способного показать высшие достижения в академической успеваемости или в спорте, — кто откажется выбрать дитя с таким потенциалом?
Уже сегодня при экстракорпоральном оплодотворении можно провести анализ всех подготовленных к имплантации яйцеклеток. Как правило, эта услуга, стоимость которой составляет от $6000 до $12 000, страховкой не покрывается. Частные компании предоставляют генетические характеристики замороженных эмбрионов, предлагая родителям выбрать понравившийся. Один из поставщиков таких услуг — фирма Genomic Prediction. Она проводит полигенное сопоставление, при котором ДНК анализируют по сотням тысяч позиций и оценивают, в частности, вероятность низких способностей к обучению у будущего человека или того, что он окажется среди 2% населения с самым низким ростом. Генетические профили квотербеков НФЛ используются для того, чтобы выяснить, насколько эмбрион соответствует этим параметрам по спортивным задаткам. Уменьшение генетической неопределенности с помощью такого анализа служит серьезным стимулом предпочесть ЭКО естественной, спонтанной беременности — если, конечно, люди могут себе это позволить.
Рынок по мере развития синтетической биологии и снижения стоимости ЭКО начнет вынуждать страховщиков оплачивать эту процедуру. К тому же с экономической точки зрения выгоднее сразу отбирать здоровые эмбрионы, чем на протяжении всей жизни человека оплачивать лечение болезни, вызванной предотвратимой мутацией. У обладателей хорошей страховки и у тех, кто может и хочет платить помимо нее, появится возможность создавать десятки — а со временем и сотни — эмбрионов и выбирать тот, у которого будет нужная комбинация генетических преимуществ. Когда эти дети родятся, их геномы секвенируют и возьмут на хранение часть пуповинной крови (богатый источник стволовых клеток). В течение жизни таким людям будет доступен богатый генетический доверительный фонд, постоянно приносящий дивиденды в виде информации о здоровье и готового генетического материала.
Где заканчиваются секвенирование генома и генетические методы лечения и где начинается генетическое усовершенствование? Сейчас мы надеемся, что в течение десятилетия будут разработаны технологии CRISPR и другие генетические инструменты для управления вирусами, восстановления тканей, борьбы с мутациями и увеличения продолжительности жизни. Китайская компания BGI Group, одна из крупнейших в мире организаций, занимающихся секвенированием, уже заявляет, что она может благодаря генетическому отбору повысить на 20 пунктов коэффициент умственного развития у детей. Это разница между ребенком, которому с большим трудом дается алгебра, и выпускником, успешно сдающим вступительные экзамены по высшей математике.
Безусловно, интеллект — полигенный признак — на его развитие влияет много генов одновременно. Мы очень мало знаем о том, как работает человеческий мозг, и еще меньше— о биологических особенностях и практическом опыте, обеспечивающих первоклассные способности к познанию. BGI Group делает выверенную ставку: по мере того как секвенированием будет охватываться все большее число людей, компания будет выявлять среди наиболее умных из них требующие анализа закономерности. Затем останется только определить генетические маркеры и выбрать их перед имплантацией —или даже усовершенствовать эмбрионы, наделив их теми особенностями, которые хотят видеть родители в своих детях.
Доступ к такой технологии будет не у всех. Люди, не охваченные или недостаточно охваченные медицинским страхованием, которые зачали ребенка традиционным способом, а не в лаборатории, будут лишены возможности выбирать понравившиеся эмбрионы или улучшать их. Их дети будут чаще оказываться в менее выгодном положении, нежели отобранные, отредактированные и усовершенствованные сверстники. С возрастом генетическое разделение станет более очевидным и будет четко позиционировать технологически улучшенных детей выше их одноклассников, зачатых естественным путем. У таких «естественных» детей не будет генетического доверительного фонда, который можно было бы использовать, поэтому по мере их старения каждое новое заболевание будет представлять загадку и диагностическую проблему для врачей. Да, именно так люди живут сегодня. Но на сегодняшний день генетические знания еще не стали обыденностью.
Высокотехнологичные вспомогательные репродуктивные технологии также послужат настрою самых богатых и самых бедных стран мира друг против друга. Хотя эта проблема и без того острая, есть еще один усложняющий ситуацию фактор: в богатых странах, таких как Эстония, Швеция, Норвегия и Дания, где религиозные организации не играют главенствующей роли в обществе, генетический отбор и секвенирование при рождении, скорее всего, встретят меньше сопротивления со стороны граждан. В таких странах беременность с привлечением технологий воспримется легче. Жителям более бедных стран, таких как Малави, Индонезия и Бангладеш, для продолжения рода придется полагаться на секс. В технологически передовых богатых странах, где религия играет ключевую роль, таких как Великобритания, США, Австралия, Объединенные Арабские Эмираты, Катар и Саудовская Аравия, политикам и гражданам придется искать баланс между религиозной доктриной и преимуществами генетического отбора и усовершенствования. Неспособность принять меры может негативно сказаться на трудовых ресурсах, развитии и экономической конкурентоспособности этих стран».
Cинтетическая биология приведет к новым геополитическим конфликтам
За последние 10 лет Китай, не привлекая всеобщего внимания, проводит масштабную национальную кампанию, в рамках которой осуществляется сбор, секвенирование и хранение генетических данных граждан страны. Базы данных ДНК — часть более масштабного паноптикума, созданного благодаря притязаниям Коммунистической партии Китая в отношении искусственного интеллекта с целью постоянного наблюдения за своим электоратом. Согласно сообщениям государственного информационного агентства «Синьхуа», в Синьцзяне, северозападном районе Китая, в программе «Медосмотр для всех» приняли участие около 36 млн человек. Большинство недавних инициатив правительства в области исследований ДНК было сосредоточено на уйгурском населении, сведения о котором, по некоторым источникам, собирали для того, чтобы провести различие между многочисленными этническими группами Китая.
В публикации 2014 года ученые указали различные генетические маркеры уйгуров, а также индийцев, проживающих в удаленных западных регионах Китая, граничащих с Казахстаном, Кыргызстаном, Афганистаном, Пакистаном, Индией. Исследователи, состоящие на государственной службе, внесли данные 2143 уйгуров в базу частотного распределения аллелей — сетевую поисковую платформу, которую до 2018 года частично финансировало Министерство юстиции США. Эта база под названием Alfred (Allele Frequency Database) содержит данные о ДНК более чем 700 популяций мира. Такой обмен данными, скорее всего, нарушает научные нормы информированного согласия, поскольку остается неясным, добровольно или нет уйгуры предоставляли свои образцы ДНК. К тому же маловероятно, что все участники исследований были осведомлены о сборе данных или понимали последствия этого. Правозащитники утверждают, что обширная база данных ДНК может быть использована для преследования уйгуров, которые не желают подчиняться властям. Одним из ключевых преимуществ генетических исследований китайские чиновники назвали отслеживание правонарушителей и преступников. Вместе с тем это удобный способ создания гигантской базы генетических данных.
Китай продолжает расширять массивы генетических данных других этнических меньшинств и народности хань (представители ее составляют 91% населения страны). Вскоре у государства будет всеобъемлющая и мощная база генетических данных, не имеющая равных ни в одной другой стране. США, Канада, ЕС и Великобритания обсуждают проблему конфиденциальности генетической информации. Китай, который собирает огромное количество сведений и граждан которого, по-видимому, не беспокоит контроль со стороны правительства, ждет гораздо меньшее сопротивление генетическим исследованиям и экспериментам.
Будет ли Китай редактировать или совершенствовать свое население? Грубо говоря, это уже произошло. В 1979 году КПК ввела политику «Один ребенок на семью», чтобы рост населения, которое в то время стремительно увеличивалось, не превышал темпы экономического развития. Эта мера, задуманная как временная, не позволила родиться примерно 400 млн детей. Она также привела к умерщвлению младенцев женского пола: в современном Китае «не хватает» от 30 млн до 60 млн девочек.
Жесткий демографический курс официально был отменен в 2015 году, и теперь парам разрешено иметь двух детей. Для некоторых богатых семьей со связями в КПК эта квота выше. Возможно, Китаю удалось решить проблему будущего экономического кризиса, однако в настоящем правительственная политика вызвала «эпидемию одиночества». Десятки миллионов мужчин не могут создать семью, так как в обществе мало женщин.
В будущем генетические инструменты позволят людям выбирать множество признаков помимо пола. Скорее всего, сначала будет введена общенациональная программа скринингового обследования будущих родителей до потенциальной беременности и секвенирования их геномов. У BGI оборудования для секвенирования больше, чем у любой другой в мире компании или института. Первоначально программа будет направлена на выявление и минимизацию генетических проблем, к числу которых относится, в частности, ишемическая болезнь сердца. Когда скрининговые обследования завоюют более широкое признание, станут более привлекательными — и, вероятно, будут оплачиваться или в значительной степени субсидироваться государством, — последует ли за этим инженерное вмешательство? Не забывайте, что Китай — страна преимущественно не религиозная и протесты, связанные с религиозными убеждениями, там не окажут существенного влияния на продвижение идеи деторождения с помощью репродуктивных технологий.
Со временем генетическое усовершенствование станут воспринимать положительно. BGI, возможно, будет предлагать генетическое обследование на уровень интеллекта и множество других желательных признаков. В сочетании с процедурой ЭКО это приведет к тому, что следующие поколения китайцев станут здоровее, умнее, будут обладать повышенной выносливостью, лучшими способностями к восприятию и проявлять гораздо большую жизнеспособность при сопротивлении болезням или восстановлении после них. Если таким образом Китай получит неоспоримое конкурентное преимущество и информация станет достоянием общественности, разве США ничего не предпримут, чтобы противостоять этому?
Представьте возможные последствия. В университетах могли бы подвергать китайских студентов дискриминации из-за опасения, что они превзойдут американских. Или, возможно, напротив, предпочитали бы набирать именно китайских студентов, чьи уникальные способности повышали бы конкурентоспособность учебных заведений. Американские вооруженные силы, оценивая боеготовность, заметили бы превосходство Китая в кибератаках, психологической подготовке и разработке новых видов вооружения и решили бы, что США необходимо восстановить позиции, причем быстро. За этим могло бы последовать принуждение американских солдат к участию в программах генетического усовершенствования. Несомненно, все это встречало бы ожесточенное сопротивление и общественное недовольство. Столкнувшись с котом в мешке (некоторые люди усовершенствованы, но кто и насколько?), высокопоставленные правительственные чиновники были бы вынуждены принимать трудные решения. Попытались бы в такой момент власти США улучшить качество населения с помощью генетического усовершенствования? Стали бы высшим проявлением патриотизма зачатие с помощью ЭКО и отбор лучших эмбрионов по генетическим характеристикам?
Такой ход событий привел бы к новой гонке вооружений, на этот раз биологических. У нас не было бы возможности наблюдать за процессом, как при распространении ядерного оружия, когда мы видим, как страны строят реакторы, и можем проследить перемещение сырья и материалов. Если эскалация гонки биовооружений станет новой нормой, мы узнаем о том, что страны намеренно совершенствуют население, лишь через много лет, если вообще узнаем.
Представлять угрозу в будущем могли бы и негосударственные субъекты. Что, если злоумышленники находили бы врачей и ученых, желающих экспериментировать с эмбрионами? Что, если такие эксперименты проводились бы в плавучем городе посреди океана, на территории, на которую не претендует ни одно государство? Что, если сверхбогатые, мегавлиятельные люди, готовые на все ради светлого будущего своих детей, приезжали бы в эти новые островные государства, чтобы в обход законов рискнуть и провести генетические усовершенствования?».
Супермыши и гибриды обезьяны и человека
«В 2017 году исследователи из Токийского университета ввели индуцированные плюрипотентные стволовые клетки мыши в эмбрион крысы, модифицированный так, чтобы у плода не было поджелудочной железы. Когда крыса выросла, у нее сформировалась поджелудочная железа, целиком состоящая из клеток мыши. Затем ученые пересадили эту поджелудочную железу мыши с искусственно вызванным диабетом. Примечательно, что крыса-суррогат произвела полнофункциональную поджелудочную железу для мыши, которая, вылечившись от диабета, продолжала жить и была совершенно здорова.
Более тревожным событием в биологии стало то, что в 2021 году ученые из Института биологических исследований Солка в Ла-Хойе (штат Калифорния) вырастили эмбрионы макак, содержавшие клетки человека. В институтской лаборатории внедрили стволовые клетки человека в эмбрионы макак, и в течение 20 дней эти эмбрионы развивались, после чего их уничтожили. Речь идет не о крысе и мыши. В этом эксперименте участвовали два близкородственных примата.
Для таких гибридных форм жизни существует термин «химера» — в греческой мифологии это огнедышащее чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы и хвостом змеи. Некоторые полагают, что можно использовать химеры человека — тела животных с рядом человеческих органов или других характеристик — для изучения болезней или в целях выращивания органов для трансплантации. Однако для начала химеры человека должны быть рождены или, вернее, созданы в лаборатории. Синтетическая биология приближает нас к этому событию.
Идея гибрида человека и обезьяны дает богатую пищу для размышлений. С этической точки зрения это сложная проблема. Взять хотя бы такую причину: в какой-то момент химеры унаследуют качества, находящиеся где-то между людьми, над которыми запрещены эксперименты, и животными, которых разводят специально для изучения. У нас нет системы критериев для определения человеческих характеристик — как же нам решать, когда именно животное приобретет слишком много признаков человека? Что будет, если такие химеры сбегут? И если начнут скрещиваться в дикой природе? Что, если они применят присущую приматам силу и человеческий ум против тех, кто держит их в лаборатории? Что, если преступнику удастся создать суперхищника, например агрессивную собаку с развитой мускулатурой и высоким интеллектом?
Зачем нам создавать химер? В прошлом веке канадский врач Фредерик Бантинг и его ассистент Чарльз Бест удаляли поджелудочные железы у собак и пытались лечить их синтезированным инсулином. Теперь появилась возможность с помощью генетических модификаций сотворять животных без определенных органов, например без почек, а затем вводить им стволовые клетки человека, чтобы у них выросли человеческие почки. Как ни парадоксально, это означает, что у нас есть возможность выращивать животных в качестве суррогатных организмов и в массовом порядке заготавливать органы по мере необходимости.
Еще одним вариантом использования химер станет изучение биологического развития. Химер человека и обезьяны будут создавать для исследования головного мозга, чтобы получить более четкое представление о природе болезней Паркинсона и Альцгеймера. Но что произойдет, если у некоторых химер разовьются умственные способности, близкие к задаткам человека, например, если коэффициент IQ химеры человека и свиньи составит 39 баллов, что могло бы характеризовать данное существо как человеческую особь с тяжелыми умственными отклонениями? На убийство человека с низким уровнем интеллекта мы бы не согласились. Такие индивиды были бы наделены правами, как и всякий гражданин. Можно ли использовать химеру, обладающую определенным уровнем человеческого интеллекта, для исследований или для изъятия органов? У нас нет способа определить моральный статус химер, а также права и обязанности, которыми они бы наделялись и облагались.
Исследования химер неминуемо переориентировались бы на повышение качества жизни и отодвинули бы на задний план работу по сохранению самой жизни. Колибри различают цвета, которые человек даже не может себе представить, в том числе оттенки в ультрафиолетовой части спектра. Будущие исследователи могли бы позаимствовать то, что мы знаем о геноме колибри, с помощью систем искусственного интеллекта определить генетические конструкции и синтезировать геномы химер в лаборатории. Это будут мельчайшие изменения, выполняемые с большой точностью и с возможностью масштабирования. В дальнейшей перспективе связанные с химерами открытия могли бы наделить человека качествами, присущими другим представителям животного мира, например способностью к эхолокации, как у летучей мыши, или превосходным обонянием, как у африканского слона.
Людей-химер, вероятно, потребовалось бы как-то по-новому классифицировать — и общество тоже относилось бы к представителям такой категории особо. Мы в США уже сталкиваемся с проблемами, связанными с признанием равноправия людей разных рас, национальностей и полов. Общество не готово к психологическим, моральным и этическим проблемам, сопряженным с исследованиями химер, и к результатам, к которым это могло бы привести».