Почему создать искусственный геном человека при текущих технологиях невозможно

   Команда ученых-генетиков из Великобритании вознамерилась вырастить геном человека буквально в лабораторных условиях. И хотя в 2025 году. технологии за 100 лет, от самых смелых фантазий в начале прошлого века до текущих возможностей современных ученых далеко зашли вперед, но даже сейчас «человек из колбы» звучит невероятно. Тем более, просто так создать искусственный геном ещё никому не удавалось. 

   И дело не только в вопросах сложности, но и в этических вопросах: синтетическая биология пока что звучит слишком пугающе. Но по мнению авторов проекта из Кембриджа бояться точно не стоит, так как положительные моменты однозначно перевешивают минусы. Тем более, если научиться конструировать искусственный геном, то однозначно наступит революция сразу в нескольких важнейших человеческих сферах: медицине, сельском хозяйстве и даже в космических путешествиях. Причем этот перечень неполный. 

   В особенности, можно однозначно утверждать, что надёжный синтез человеческого генома наверняка позволит лечить любую болезнь, считает руководитель проекта Джейсон Чин из Кембриджа.

    Так под главенством профессора иностранные ученые смогли воспроизвести в виде полного генома кишечную палочку, что уже само по себе сенсация. В готовом «продукте» оказалось 4,5 млн. пар оснований ДНК. Но наука требует двигаться дальше и обратить свой взор на геном человеческого организма, состоящий из не менее 4 млрд пар. 

   Издалека ясно, что масштаб двух геномов (бактерии и человека) абсолютно разный. Тем более, всё равно много участков генома организма хомо сапиенс представляют полную загадку. Но как заверяют авторы научной работы, по ходу конструирования генома, назначение неизвестных участков можно будет разгадать, якобы используя ассоциацию с конструктором, где после сбора всей модели станет ясна функция каждой детали.  

   И как мы поняли из текста выше, между геномом кишечной палочки и геномом человека существует 1000-кратная разница в количестве как пар, так и их назначения. Сотрудники из отряда Чина уверены, что значительно продвинуться в конструировании человеческого генома можно будет при использовании ИИ, роботизированном конструировании ДНК и применении самого развитого арсенала современной биоинженерии. Одним из живых примеров, когда ИИ действительно оказался полезен в исследованиях человеческого организма, это расчеты при помощи искусственного интеллекта, сумевшего доказать, что мозг обычного человека постоянно обновляется, даже в пожилом возрасте, когда тоже появляются новые нейроны. 

   Причем для исследований, организаторы проекта по геному из Великобритании нашли и спонсоров, пожертвовавших 11,4 млн долларов. Речь идёт о взносе от медицинского фонда. Так в течение первых пяти лет научные мужи попытаются сконструировать инструменты для высокообъемного синтеза человеческой ДНК. Причем данные инструменты должны прописывать в клетках конкретные функции. 

   А теперь благодаря журналистам «РГ» мы узнаем, что думает об амбициозном проекте представитель отечественного пула генетиков. Так глава Национальной генетической инициативы Константин Северинов объяснил, что геном каждого человеческого организма содержит 20 тыс. генов, кодирующих белки. Причем это чуть ли не одна сотая генома человека. А вот остальные 98% генетического кода человека представляют собой участки ДНК без кодирования белка, состоящие из довольно легких последовательностей, но множество раз повторяющихся, порой до миллиона. 

   И тут главный вопрос даже для века текущего – для чего эти «простые участки ДНК», в чём назначение, если они не кодируют белок? Некоторые специалисты их называют даже «мусорной ДНК» по этой причине. И хотя они повторяются в относительно простой последовательности, их множественная «повторяемость» делает их синтез в лабораторных условиях при текущем уровне развития науки пока что делом недостижимым.  

   Напомнил Северинов и полное различие генома палочки и генома человека по количеству «мусорной ДНК»: на удивление в этой бактерии большинство генов кодируют белки, а доля той самой «мусорной ДНК» мала. У человека же все наоборот. 

   Прокомментировал Северинов и размер спонсорского вложения в исследования британцев. По словам профессора 11,5 млн долларов доктору Чену едва ли хватит для амбициозной цели. Так самые продвинутые генетические лаборатории КНР, Соединенных Штатов и Евросоюза способны сконструировать лишь фрагмент ДНК с 10 тыс. пар. Именно соединив нескольких десятков тысяч таких фрагментов сотрудники Чена и создали геном бактерии из кишечника, содержащего до 6 млн. пар, после чего ввели его успешно в пустую от первоначального генома клетку. Но в человеческом организме таких пар не менее 6 млрд. Поэтому прямо сейчас даже при максимальном напряжении всех инструментов современного химического синтеза сконструировать геном из более 5 млрд. пар не представляется возможным.

   Значит в условиях 2025 года пока стоит ожидать не целый «работоспособный» геном, а лишь фрагмент с длиной около 100 тыс. пар. И хотя такой успех вряд ли способен помочь появлению полноценного генома, но вот для повышения эффективности онковакцин такое решение вполне окажется полезным.

    Ответил напоследок Северинов про этический вопрос о «детях с запрограммированным кодом», который ещё называют дизайнерским. Грубо говоря, в идеале такие знания дают возможность воспроизвести геном с заранее определенными свойствами типа – мировых рекордсменов в спорте или же победителей самых почетных научных премий по типу Нобелевской. 

   Возьмем для примера текущего рекордсмена в самой почётной дистанции легкой атлетики – бегу на 100 метров. Здесь держится рекорд ещё 2009 года, поставленный бегуном Усейном Болтом. И для выращивания других «усейнов болтов» необходимо точно знать, какие участки генетического кода отвечают за способности к бегу у оригинала. Так для примера российский профессор озвучил, что 10 тыс. участков генов влияют на рост человеческого индивида. Если упростить для понимания, каждый такой участок мизерно влияет на итоговый рост человека и только синхронное воздействие сразу 10 тыс. генов позволят человеку быть высоким. Так и с генетическим программированием – только конкретное сочетание генных комбинаций позволит вырастить «из пробирки» вероятного Усейна Болта. 

   Но и это полдела: даже при успехе с созданием полусотни гигантских молекул ДНК их надо вместить в пустую клетку человека без собственной молекулы ДНК. Причем все эти молекулы должны быть целыми. И как это сделать в 2025 году никто не знает. Поэтому те самые «дизайнерские дети» теоретически возможны, но не сейчас и не завтра, а когда-нибудь в отдалённом будущем. 

   И как резюмировал Северинов, легче всего не создавать чистую ДНК Усейна, а её клонировать. Причем сделать это можно прямо сейчас. Но тут весь вопрос упирается в запреты: согласно Овьедской конвенции, согласованной в 1997 году, клонирование человека запрещено. Запрещено клонирование человеческой ДНК и на уровне российских законов, это прямо указано в статье за номером 56 в «Об основах охраны здоровья граждан в РФ».

Выводы:

   Проект создания искусственного человеческого генома — амбициозная задача революционного уровня, позволяющая избавиться от множества болезней, часть из которых можно устранить ещё в самом раннем детстве. Но сколько бы плюсов создание искусственно созданного генома не сулило, на пути такого свершения стоят как минимум два серьёзных заслона – этический и технический. 

   В первом случае, многие правительства могут оказаться против искусственно выращенных людей по ряду причин. А во втором, трюк с выращиванием «ненастоящей» кишечной палочки смотрится буквально по-пигмейски с теми задачами, которые предстоит решить для создания именно искусственного генома человека. 

   Тем более, ещё ни один ученый мира не объяснил, для чего в участке человеческой ДНК находится 98-процентов «мусорного кода», как и не смог осуществить успешный трансфер нескольких десятков макромолекул ДНК в пустую клетку. Без чего, в принципе невозможно появление искусственного человека, если не считать клонирование, которое запрещено юридически.