Взломавшая код. Дженнифер Даудна, редактирование генома и будущее человечества - Уолтер Айзексон

которому сейчас ведутся серьезные дебаты среди членов рабочей группы по вакцинам”, – ответил он. Всего несколько дней назад отдел биоэтики, работающий в штаб-квартире Национальных институтов здоровья в Бетесде (штат Мэриленд), подготовил “консультативный доклад” на эту тему[538]. Еще не успев ознакомиться с пятистраничным докладом, я обрадовался, что в Национальных институтах здоровья есть подразделение, называемое отделом биоэтики.

Доклад оказался содержательным. В нем описывался ряд сценариев, для каждого из которых научная ценность продолжения слепого исследования оценивалась с учетом необходимости заботиться о здоровье участников. Рекомендация на случай одобрения исследуемой вакцины FDA была такой: “Обязательно проинформировать участников, чтобы они могли решить, получать ли им вакцину”.

Изучив все документы, я решил, что хватит задавать вопросы, и присоединился к исследованию. Так я мог внести свой скромный вклад в науку и из первых рук узнать о действии РНК-вакцин. Некоторые люди чрезвычайно скептичны в отношении вакцин и клинических исследований. Я скорее слишком доверчив.

Победа РНК

В декабре 2020 года, когда во многих регионах мира началась новая волна COVID, в США получили одобрение две первые РНК-вакцины, которые сформировали авангард в биотехнологической битве нашей войны с пандемией. На помощь нам пришла отважная маленькая молекула РНК, которая позволила жизни зародиться на нашей планете, а затем стала досаждать нам в форме коронавирусов. Дженнифер Даудна и ее коллеги задействовали РНК, чтобы создать инструмент для редактирования нашего генома, а затем и метод обнаружения коронавирусов. Теперь ученые нашли способ использовать самую базовую биологическую функцию РНК, чтобы превратить наши клетки в заводы по производству белка-шипа, который стимулирует наш иммунитет к коронавирусу.

Взгляните на нимб из букв – GCACGUAGUGU… – на обложке этой книги. Это последовательность РНК, создающая фрагмент белка-шипа, который связывается с клетками человека, и эти буквы стали частью кода, использованного в новых вакцинах. Никогда прежде ни одну РНК-вакцину не допускали к применению. Но через год после обнаружения новой коронавирусной инфекции и Pfizer/BioNTech, и Moderna разработали новые генные вакцины, испытали их в крупных клинических исследованиях с участием таких людей, как я, и продемонстрировали, что их эффективность составляет более девяноста процентов. Когда директору Pfizer Альберту Бурле сообщили о результатах исследований в ходе конференц-звонка, удивился даже он. “Повторите, пожалуйста, – попросил он. – Девятнадцать или девяносто?”[539]

На протяжении всей истории человечества нас преследовали вирусные и бактериальные эпидемии. Самой ранней из известных нам стала вавилонская эпидемия гриппа, которая произошла около 1200 года до н. э. Афинская чума в 429 году до н. э. убила почти сто тысяч человек, Антонинова чума во II веке унесла десять миллионов жизней, Юстинианова чума в VI веке – пятьдесят миллионов, а Черная смерть в XIV веке уничтожила почти двести миллионов человек, или около половины населения Европы.

Пандемия COVID-19, число жертв которой в 2020 году достигло 1,5 миллиона, не станет последней. Но теперь у нас есть новая технология РНК-вакцин, благодаря которой мы, скорее всего, сможем гораздо быстрее и значительно эффективнее защищаться от большинства вирусов будущего. “Для вирусов наступил черный день, – сказал директор компании Moderna Афеян о том воскресенье в ноябре 2020 года, когда он получил первые данные о результатах клинических исследований. – Неожиданно в эволюционном балансе между человеческими технологиями и вирусами произошел сдвиг. Возможно, у нас больше не случится ни одной пандемии”.

Изобретение без труда поддающихся перепрограммированию РНК-вакцин стало молниеносным триумфом оригинальности мышления человека, но в основе него лежали целые десятилетия подпитываемых жаждой знаний исследований одного из самых базовых аспектов жизни на земле: как гены, закодированные ДНК, транскрибируются в фрагменты РНК, которые сообщают клеткам, какие белки собирать. Подобным образом и технология редактирования генома на базе CRISPR появилась в результате изучения того, как бактерии используют фрагменты РНК, чтобы направлять ферменты к опасным вирусам, которые необходимо разрезать. Великие изобретения рождаются из открытий фундаментальной науки. Этим и прекрасна природа.

Глава 54. Препараты CRISPR

Разработка вакцин – как традиционных, так и задействующих РНК – в конце концов поможет победить пандемию коронавируса. Но вакцины не идеальное решение. Они делают ставку на стимуляцию иммунной системы человека, а это всегда сопряжено с риском. (Большинство смертей от COVID-19 наступило вследствие воспаления органов из-за нежелательной реакции иммунной системы[540].) Как неоднократно убеждались производители вакцин, контролировать многослойную иммунную систему человека очень сложно. В ней таятся загадки. Она не содержит простых переключателей и работает путем взаимодействия сложных молекул, отладить которое непросто[541].

Применение антител, выделенных из плазмы крови выздоравливающих пациентов или искусственно синтезированных в лаборатории, также помогло бороться с COVID. Но подобные методы не идеальны в качестве долгосрочных решений для противодействия каждой следующей волне вируса. Собирать плазму у выздоравливающих доноров в больших количествах проблематично, а синтез моноклональных антител трудоемок.

Надежным решением в борьбе с вирусами станет способ, найденный бактериями, использующими CRISPR, чтобы направлять работающий по принципу ножниц фермент, который разрезает генетический материал вируса, не задействуя при этом иммунную систему пациента. И снова круги Даудны и Чжана вступили в соперничество, стремясь как можно скорее адаптировать CRISPR к решению этой неотложной задачи.

Кэмерон Мирвольд и CARVER

Кэмерон Мирвольд балансирует между мирами компьютерного и генетического программирования, и это неудивительно, учитывая его происхождение и воспитание. Он очень похож на своего отца Натана Мирвольда, настоящего гения, который долгое время был техническим директором Microsoft: у него такой же веселый взгляд, такое же круглое лицо с пухлыми, как у хомяка, щеками, такой же искристый смех и такая же неуемная любознательность. Люди моего поколения восхищались блестящими идеями его отца, проявлявшего себя не только в цифровых технологиях, но также во множестве других сфер, от науки о продуктах питания до расчета движения астероидов и оценки скорости, с которой динозавры могли бить хвостом. Кэмерон, как и отец, хорош в компьютерном программировании, однако, как и многие представители его поколения, проявляет большее внимание к генетическому программированию и чудесам биологии.

Натан и Кэмерон Мирвольд

Он изучал молекулярную и вычислительную биологию в Принстоне, а затем получил докторскую степень, окончив гарвардскую программу по системной, синтетической и количественной биологии, в рамках которой биология объединяется с информатикой. Ему нравилось, что в интеллектуальном отношении эта сфера представляет огромную сложность, но при этом у него возникали опасения, что труды по наноинженерии организмов настолько прогрессивны, что вряд ли могут принести существенную практическую пользу в обозримом будущем[542].

Именно поэтому, получив докторскую степень, он взял отпуск, чтобы пройти по Колорадской тропе. “Я отчаянно пытался понять, куда пойти