Ген меняет адрес?

Ген меняет адрес?

Что общего между генетикой и инженерией? Вроде бы ничего. Такой ответ, для недавнего времени верный, дал бы любой школьник лет двадцать назад.

В самом деле. Генетика — наука о наследственности и об изменчивости организмов. Область ее исследований — живое. Инженерия, напротив, имеет дело с машинами, точными приборами, с технологией, с возведением зданий, мостов, с постройкой дорог, туннелей, плотин.

Однако человек совсем недавно исхитрился обручить эти две столь далекие друг от друга области знания. В словарях, изданных в 80-е годы, можно отыскать новое понятие — генетическая, или генная, инженерия. Поясняется: это раздел молекулярной биологии, связанный с конструированием несуществующих в природе сочетаний генов при помощи генетических и биохимических методов.

Постойте, постойте...

Ген (от греческого «генос» — «род», «происхождение») — наследственный фактор, неделимая единица генетического материала; генотип — совокупность генов, содержащихся в хромосомах того или иного организма. Это — святая святых всего живого, от мельчайшей бактерии до кита и носорога. Благодаря генам, генотипу, сохраняется на Земле бесконечное разнообразие живых созданий, неизменно наследующих родительские признаки. Генотип — твердыня, куда человек доселе не вторгался. И вот — вторгся! Народилась новая профессия — генный инженер.

Генетика — сравнительно молодая наука. В ее основу легли закономерности, открытые в 1865 году австрийским естествоиспытателем Грегором Менделем при скрещивании различных сортов гороха. А развилась эта наука уже в XX столетии.

Но если вдуматься, то люди с незапамятных времен, наблюдая происходящее в природе, использовали в своих целях закономерности наследования, ничего о них не зная. Уже первые земледельцы бросали в землю крупные зерна, бракуя щуплую мелочь, от которой не жди хорошего колоса. Приручая козу, женщина выбирала такую, от которой можно было надоить побольше молока. Старались заводить овец с густой длинной шерстью; отлавливали из дикого стада лошадей покрупнее, порезвее. Это уже искусственный отбор.

Так, постепенно, на протяжении многих веков, люди получали растения и животных с нужными в хозяйстве свойствами. Затем человек научился не просто отбирать лучшее, а выводить гибриды, помеси, достигнув в этом деле немалого совершенства. Развилась наука о методах создания новых сортов растений и пород животных путем отбора и скрещивания — селекция. Мы обязаны селекции тем, что едим вкусный пышный хлеб, выпеченный из муки лучших сортов пшениц; тем, что к столу подаются крупные, сочные и сладкие яблоки, виноград, арбузы; тем, что культурные растения дают несравненно больший урожай, нежели их дикие родичи; тем, что домашние животные дают больше молока, шерсти, мяса, чем дикие... Правда, домашние животные и культурные растения изнежены человеком и потому нуждаются в постоянном уходе и защите. Некоторые из них, например кукуруза, утратили даже способность к самостоятельному размножению: кукурузные семена потеряют всхожесть, прежде чем сгниет оболочка початка и они смогут попасть в почву.

Но это уже другая тема...

Главное действующее лицо генетической инженерии — молекула ДНК. Появился даже термин: индустрия ДНК. ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота. Лет двадцать назад длиннейшее это слово без запинки выговаривали только специалисты. А теперь про ДНК знают, — во всяком случае, наслышаны — почти что все. Ведь начатки молекулярной биологии стали преподавать в школе.

Напомню все же... ДНК — природное соединение, содержащееся в ядрах клеток живых организмов. Открыл его в 60-е годы прошлого столетия, исследуя молоки лососей, швейцарский химик Фридрих Мишер. Поскольку обнаруженное им вещество содержалось в клеточном ядре, Мишер назвал его нуклеином (от латинского «нуклеус» — «ядро»).

У современных исследователей Мишер вызывает изумление. Он вел свои тончайшие наблюдения дома, в одиночку. И был настолько стеснителен, что решался публиковать очень немногие из своих работ. Лишь после смерти Мишера в его записных книжках нашли столько важных фактов и выводов, что их хватило на издание целого тома. Биохимики говорят: книга Мишера по сей день не устарела.

Хорошо известно, что основу жизнедеятельности всех организмов — от самых крупных млекопитающих до микробов, от гигантского дерева до малой травинки — составляют белки. В организме человека свыше миллиона различных белков. Они вездесущи. Одни регулируют, ускоряют химические реакции в организме (это ферменты), другие химическую энергию преобразуют в механическую работу — в мышцах, например, — третьи стоят на страже организма, уберегая его от вторжения чужаков (это антитела, армия иммунной системы). Белки в организме постоянно обновляются, на этом основан обмен веществ.

Белковая молекула — невероятно сложное сооружение. Многие поколения ученых трудятся над тем, чтобы разобраться в ее строении и понять, что к чему и для чего. Нельзя сказать, что все узнано. Но прояснилось многое.

Но должен ведь существовать управляющий механизм, который определяет, что в данном организме белкам быть такими, никакими иными?! Белковая молекула состоит из двадцати аминокислот. Они располагаются цепочкой в строго определенном порядке. И цепочек в молекуле может быть несколько. И они свернуты, закручены, образуя сплошную, ни с чем не сравнимую фигуру. И вся эта конструкция строго предопределена, предначертана.

В конце концов удалось дознаться, что решающую роль в биосинтезе, в формировании белков играют нуклеиновые кислоты. Молекула ДНК — нечто вроде микроскопической электронно-вычислительной машины. Она — носитель генетической, наследственной информации. Вместе с белками ДНК образуют вещество хромосом. Отдельные участки ДНК соответствуют определенным генам, наследственным факторам.

Вот что говорит по этому поводу известный французский генетик Жером Лежен, обладающий способностью излагать сложные понятия просто и доходчиво:

«Как известно, генетическая информация переносится особой молекулой — ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислотой)... Вдоль этой очень длинной молекулы складывается настоящий химический код. Подобно магнитофонной ленте, на которой записана вся симфония, хромосомы, содержащие эту ДНК и расположенные в клеточном ядре, несут генетическую информацию. Так же как наличие определенной мини-кассеты в магнитофоне «заставляет» его воспроизводить записанное произведение, генетический материал, находящийся в клеточном ядре, диктует клетке-родоначальнице, а позже всему организму то или иное специфическое поведение».

Однако магнитофон, даже новейший, отвечающий всем требованиям мировых стандартов, в сравнении с молекулой ДНК — грубый, примитивный и громоздкий механизм. В нашей молекуле, выражаясь инженерным языком, миниатюризация доведена до той степени совершенства, о которой трезвомыслящие создатели вычислительных машин еще и мечтать не смеют. При изучении молекулы ученым приходится иметь дело с такими единицами измерения, как нанометр—миллиардная доля метра.

Хлопот с молекулой ДНК у исследователей уйма. Ею занялись позднее, чем белковой молекулой, а загадок ДНК таит не меньше (если не больше!), чем белок. В 1953 году трем ученым, англичанам Френсису Крику и Морису Уилкинсу и американцу Джеймсу Уотсону, удалось создать модель молекулы ДНК. Вкупе они хорошо владели по крайней мере тремя научными специальностями — биофизикой, биохимией и генетикой. После долгих усилий пришел успех. Модель, которая объясняла, каким образом генетическая информация может быть записана в молекуле ДНК, получила всеобщее признание, и ее создателям присудили Нобелевскую премию.

После этого открытия молекулярная биология стала развиваться очень быстро, как это часто бывает с новыми науками, получившими мощный толчок, импульс. В середине 60-х годов группе американских ученых удалось расшифровать алфавит живой природы — генетический код, единую для всех организмов систему записи наследственной информации в молекуле нуклеиновых кислот.

Расшифровка кода, как принято выражаться, сделалась открытием века. Был познан механизм преемственности между поколениями — этой главнейшей особенности живого.

Но среди тех, кто в середине века бился над разгадкой строения молекулы ДНК, кто разгадывал алфавит живой природы, очень мало советских ученых. Между тем наша отечественная биология в начале века, вплоть до 30-х годов, занимала передовые позиции в мировой науке, что подтверждали западные ученые.

Директор Берлинского института наследственности и селекции Эрвин Баур писал, что генетические работы русских ученых «быстро прогрессируют и даже превосходят научную литературу Запада».

«Опубликованные в СССР труды по генетике и селекции превосходят работы, созданные в странах Запада». Это отзыв финского ученого доктора Федерлея.

Крупнейший европейский генетик Рихард Гольдшмит, ознакомившись с Всесоюзным институтом растениеводства, создателем и руководителем которого был Николай Иванович Вавилов, сказал, что «в изучении культурных растений ленинградский институт нашел новые, чрезвычайно плодотворные пути».

Итальянский ботаник Джироламо Ацци овладел русским языком, чтобы изучать труды советских ученых по оригиналам.

И вот произошло то, что и в дурном сне привидится нечасто. Группа лиц, возглавляемых Т. Д. Лысенко, агрономом по образованию, объявила генетику реакционной выдумкой, а всех ученых, развивавших идеи Грегора Менделя и его последователей, причислила к прислужникам буржуазной западной науки. Лысенковцы говорили, что гены вымышлены, никто их не видел, что никаких факторов наследственности не существует. (А между тем ген удалось вскоре узреть воочию при помощи электронного микроскопа.) Лысенко и его приспешники навязывали науке свои «теории», которые не подтверждались, да и не могли быть подтверждены опытами и наблюдениями в природе.

Лысенко в самом начале своей деятельности без обиняков заявлял, что намерен совершить переворот в биологии. То и дело выдвигались «теории», повергавшие в оторопь не только специалистов, но и просто здравомыслящих, мало-мальски образованных людей. При этом лысенковцы наспех формулировали какую-нибудь «закономерность», а потом уже подгоняли под нее наблюдения, нередко их искажая. Прием, для науки решительно непригодный, неприемлемый. Утверждалось, что в природе возможно быстрое самопроизвольное превращение одного вида в другой. Например, рожь может породить пшеницу. Известно, что кукушки кладут яйца в чужие гнезда. Лысенко же говорил, что кукушонок может вылупиться также из яйца пеночки.

Отрицалась начисто внутривидовая конкуренция. В молодом лесу деревца вовсе друг друга не подавляют, а вроде бы добровольно уступают место друг другу. Не верите? «Необходимо подчеркнуть, что самоизреживание или отмирание отдельных деревцев в группе идет не потому, что деревцам уже тесно, а для того, чтобы им в ближайшем будущем не было тесно». Деревца, видите ли, способны мыслить, предвидеть будущее!..

Оказались несостоятельными и рекомендации Лысенко, касавшиеся подъема сельского хозяйства, разоренного насильственной коллективизацией, проведенной по настоянию И. В. Сталина.

Во все времена случалось, что истинных ученых пытались опорочить лжеученые. Однако наука всегда одерживала верх, оставляя позади шедшую рядом с нею тенью лженауку. А тут, к несчастью, случилось так, что лженаука получила государственную поддержку. И. В. Сталин во всем доверял Лысенко. А все те, кто не соглашался с лысенковцами, кто отстаивал истинную науку генетику, стали подвергаться преследованиям. Погиб в тюрьме, осужденный по ложным доносам, выдающийся ученый, академик Николай Иванович Вавилов. Столетие со дня его рождения отметила в 1987 году научная общественность всего мира. Погибли и многие его единомышленники. Другие, кто не разделял убеждений Лысенко, лишены были возможности развивать науку, публиковать свои работы.

Дорого обошлось нашей науке, да и всей стране, засилье лысенковщины. Ведь биология XX столетия, подобно физике и химии, из описательной науки превращалась в экспериментальную, опытную. Ее достижения все больше и больше становились нужны обществу. А наша биология отстала, не могла не отстать, ибо ее насильственно пытались оторвать от мировой науки, что всегда губительно для развития подлинно научных исследований.

Истина в конце концов восторжествовала. Отечественная биология по праву вновь заняла свое место в мировой науке. Но потери были слишком велики, чтобы лысенковщину, о которой молодежь мало что и знает, можно было счесть простым курьезом. Такого рода исторические уроки должно помнить...

В молекулярной биологии между тем происходили важные события. Возникла генетическая инженерия, которая вторглась в святая святых организма — в молекулу ДНК, где заложена наследственная информация.

Рождение генетической инженерии относят к 1972 году, когда в США, в Стэнфордском университете, впервые была получена рукотворная, созданная человеком молекула ДНК. Добились этого Пол Берг с сотрудниками руководимой им лаборатории.

Наука потратила огромные усилия на то, чтобы прочитать, расшифровать закодированную в молекуле ДНК генетическую информацию. Труд нескольких поколений генетиков, биофизиков, биохимиков потрачен был на то, чтобы уразуметь, постигнуть молекулярные основы наследственности. И, едва разобравшись в тончайшем этом механизме, ученые почти сразу же сделали следующий шаг. Да, пожалуй, и не шаг, а революционный скачок. Открытие Пола Берга и его сотрудников означало, что молекулу ДНК можно не только постигать, можно не только восторгаться ее удивительным строением (она, как известно, схожа с винтовой лестницей, ступенями которой служат четыре азотистых основания), ее архитектурой, где нет ничего случайного, где все подчинено только лишь точнейшему воспроизводству основ живой материи. С молекулой ДНК стали производить всякие манипуляции. Оказалось возможным переносить ее из одного организма в другой!..

Есть в этих генетических манипуляциях, которые совсем недавно показались бы, расскажи о них, выдумкой, фантастикой, — есть в них что-то родственное извечной неуемной детской любознательности. Мальчик, разобрав старые часы, тщится вновь собрать их и при этом ставит колесики не на те места, где они были.

Но ведь человек издавна занимается выведением сортов растений, пород животных, применяя при этом множество хитроумных приемов, чтобы достигнуть желаемого результата?! Однако при этом селекционер никогда не уподоблялся мальчику, дорвавшемуся до часового механизма. Он, селекционер, не вторгался в молекулярную структуру организма. Она была ему попросту недоступна. А на подбор пригодных для скрещивания пар, на ожидание результата, на повторные скрещивания требуются годы.

Генетическая инженерия позволяет в подобных случаях действовать быстро, целенаправленно, наверняка.

Генному инженеру нужны какие-то инструменты, чтобы копаться в молекуле. Даже сверхточный лазерный скальпель в паре с новейшим электронным микроскопом тут делу не помогут. Давайте представим себе молекулу ДНК бактерии. Ее двойная спираль уложена в хромосоме столь компактно, что помещается в клетке, поперечник которой — около тысячной доли миллиметра. Такая ДНК содержит информацию для нескольких тысяч генов, которые кодируют такое же число белков, определяя их структуру и назначение. Вот и попробуйте проникнуть в такую молекулу какой-нибудь особенной препаровальной иглой. У генного инженера такой иглы, конечно, нет. Он пользуется инструментами, созданными самой природой. Это ферменты — белки, ускоряющие биохимические реакции в любом организме, в том числе и в бактериальной клетке.

Скорость действия ферментов просто невообразима. Ну, к примеру, каталаза, разлагающая перекись водорода на воду и кислород. Дело в том, что это соединение, образующееся в ходе биохимических промежуточных реакций, ядовито для организма и клетке надо от него поскорее избавиться. Каталаза мгновенно производит эту реакцию. Но что значит в данном случае мгновенно? Каталаза разлагает перекись водорода в сто миллионов раз быстрее, нежели это происходит без фермента, скажем, в лаборатории.

Таковы ферменты. Их и использует генный инженер, манипулируя с молекулой ДНК.

Ферменты не только ускоряют биохимические реакции. Некоторые из этих инструментов живой клетки обладают способностью разрезать молекулу на строго определенные части; другие при переносе гена «приклеивают» его на новом месте. Такого рода манипуляции происходят в живых клетках и сами по себе. Они напоминают нам монтаж кинофильма, когда режиссер удаляет из отснятой пленки какие-то кадры либо переклеивает их на новое место.

Происходящие в природе наследуемые изменения генетического материала называют мутациями. Они могут возникать в результате радиоактивного облучения, под воздействием некоторых химических веществ. Однако такого рода мутации непредсказуемы. Предвидеть, какие гены и в каком месте будут самопроизвольно перенесены под воздействием радиации и какие будут от этого последствия, невозможно.

Человек, пользуясь набором инструментов, природы, научился мастерить генетические, наследуемые структуры с заданными, известными наперед свойствами.

Вот как поясняет суть дела известный советский биохимик академик Александр Александрович Баев:

«Генетическую инженерию можно определить как систему экспериментальных приемов, позволяющих лабораторным путем создать искусственные генетические структуры в виде так называемых рекомбинантных (гибридных) молекул ДНК.

В сущности, живая клетка является не чем иным, как маленькой химической фабрикой, производство которой подчиняется наследственной программе, заложенной в одной из ее нуклеиновых кислот, а именно в дезоксирибонуклеиновой

кислоте (ДНК)... Эта программа состоит из блоков-генов, каждый из которых управляет выработкой определенного продукта (обычно белка) и какой-то клеточной функцией, зависящей от этого продукта. Поэтому, введя в клетку новую генетическую информацию в форме гибридных молекул белка, экспериментатор получает организм, измененный соответственно поставленной цели».

Какие же цели ставят перед собой представители новой профессии — генные инженеры? Самые разные. Первые успехи генной инженерии связаны с производством чрезвычайно важных препаратов, применяемых медициной для борьбы с тяжелыми, опасными для жизни людей недугами.

Один из таких недугов — сахарная болезнь, диабет. Причина, вызывающая болезнь, — недостаток инсулина в организме. Инсулин — это гормон, вырабатываемый поджелудочной железой. Гормоны — весьма активные биологические вещества, регулирующие ход жизненных процессов в организме. Инсулин, если можно так выразиться, неусыпно следит за уровнем сахара в крови, понижая его, едва он начнет превышать норму. А если поджелудочная железа вырабатывает мало инсулина? Тогда беда, из-за излишка в крови сахара возникает болезнь. Избавить от нее человека медицина пока не может, для этого надо бы научиться исправлять механизм поджелудочной железы. До таких тонкостей наука еще не дошла. А сейчас врачи берут на себя часть работы железы: больным постоянно вводят инсулин, поддерживая нужный уровень этого вещества в крови. Дело это хлопотливое и недешевое.

В мире сейчас насчитывают более восьмидесяти миллионов больных диабетом. Приблизительно пять миллионов из них нуждаются в постоянных инъекциях инсулина, — это каждодневные или почти каждодневные уколы. Добывали инсулин на скотобойнях, из поджелудочных желез животных. Это до последнего времени был почти единственный источник препарата. Все вроде ничего, но инсулин животных не всем диабетикам подходит, у некоторых он вызывает заболевания почек и глаз. Наиболее близок человечьему по строению молекул инсулин свиньи, да и то он не всем диабетикам годится. Как и всякий иной белок, инсулин содержит двадцать аминокислот, чередующихся в строго определенном порядке. Хотя молекула инсулина не очень велика и не очень сложна, синтезировать ее обычными, известными химикам путями хлопотно и дорого. Датским ученым удалось преобразовать инсулин свиньи. Пришлось всего лишь заменить одну аминокислоту другой, чтобы инсулин свиньи стал во всем подобен человечьему.

Но решающим стал вклад генетической инженерии. Благодаря ей проблема инсулина, как говорят специалисты, снята.

Подобная же история произошла и с другим препаратом — интерфероном, который применяют для борьбы с возбудителями вирусных заболеваний. Известно, что лекарства, применяемые для подавления болезнетворных микробов, в том числе и самые сильные антибиотики, вирусам не страшны. Надежным средством против некоторых вирусных болезней служат прививки. Благодаря прививкам человечество избавилось от оспы, от полиомиелита, делавшего многих детей калеками. Но, скажем, против вируса гриппа, весьма изменчивого, многоликого, надежной прививки пока что нет.

Долгое время при лечении гриппа и других вирусных инфекций, против которых нет прививок, врачи могли уповать лишь на силы сопротивления организма, на его иммунную систему. Больному назначали только общеукрепляющие средства и лекарства, предохраняющие от послегриппозных осложнений.

В 1957 году английские ученые А. Айзеке и Д. Линдеман, изучая клетки кур, зараженных вирусом, открыли некое вещество, которое потом назвали интерфероном (от латинского «интер» — «взаимно», «между собой» и «ферно» — «ударяю», «поражаю»). Это белок, образующийся в клетках при вторжении вируса в организм. Он усиливает борьбу, которую ведут с вирусом антитела, препятствует безудержному распространению коварного возбудителя, стремящегося захватить как можно большее число клеток. Интерферон подавляет образование нуклеиновых кислот вируса, облегчая течение болезни, ускоряя выздоровление. Антитела же борются с вирусом внутри клетки; интерферон — как бы внешний страж, он не дает вирусу проникнуть обманным путем внутрь клетки. И еще одна особенность. В отличие от антител интерферон действует не против одного какого-нибудь вируса, а против многих. Против многих, но не всех. Не так просты вирусы, чтобы от них уберечься с помощью одного какого-нибудь средства.

Интерферон вырабатывается самим организмом. Он образуется еще до появления антитела, уже через несколько часов после вторжения вируса, принимая на себя первые атаки возбудителя недуга.

Итак, на пути вируса вырастают два защитных барьера — интерферон и антитела. Но далеко не редки случаи, когда соединенных усилий двух защитных тел оказывается все же недостаточно. И медики, приняв на вооружение интерферон, стали применять его в лечебной практике. Но где его взять? Тут все оказалось куда сложнее, нежели с инсулином, который можно добывать из поджелудочной железы животных. Единственный естественный источник интерферона — кровь человека; ее лейкоциты заражают вирусом, и они начинают вырабатывать интерферон, который после очистки вводят больным. Но клетки вырабатывают ничтожно малое количество интерферона. Чтобы получить лечебную дозу препарата, надо иметь 2 литра донорской крови. Специалисты прикинули: годовую потребность в интерфероне не удовлетворить, даже если все жители планеты станут донорами! Неудивительно, что стоимость одного курса лечения интерфероном достигла в США, например, тридцати тысяч долларов. Интерферон стал лекарством лишь для самых богатых.

В отличие от инсулина интерферон проявляет активность лишь в организмах того вида, где он вырабатывается. Полученный из клеток кур, он и вирус подавляет только в клетках кур! Человек, разумеется, исключения тут не составляет.

Но так же нельзя, чтобы лекарство стало предметом роскоши! Выход был найден, когда в разных странах за дело взялись генные инженеры. Требовалось создать в лабораториях интерферон, во всем подобный тому, который образуется в лейкоцитах.

«Искусственный ген интерферона» — так назвали программу Академии наук СССР, над которой работали две группы отечественных исследователей — одна в Москве, под руководством академика М. Н. Колосова, вторая в Новосибирске, возглавляемая членом-корреспондентом Академии наук СССР Л. С. Сандахчиевым. Одновременно с нашими учеными эту же задачу решали английские исследователи. Обе группы работали независимо друг от друга. В начале 80-х годов появился синтетический интерферон, неотличимый от природного, добытый в английских и советских лабораториях. Английские ученые успели опубликовать сообщение о своем успехе раньше наших... Позднее искусственный ген интерферона был создан и в Японии.

По биологической активности синтетический интерферон не уступает природному. И теперь отпала нужда пользоваться драгоценной донорской кровью для производства целебного препарата.

Технология получения генными инженерами обоих лечебных препаратов — инсулина и интерферона — сложна и тонка. Полное ее описание составило бы целый том. Расскажу об одном из главных действующих лиц в длинной цепи биохимических превращений — о кишечной палочке.

В микробном царстве есть свои знаменитости. К ним по праву следует причислить кишечную палочку. Вообще она неизменная обитательница кишечника людей, зверей, птиц и рыб. Вместе с другими микроорганизмами, составляющими много-

миллиардную флору кишечника, она участвует в пищеварении, образуя ферменты, аминокислоты, витамины. Она в некотором роде несет и санитарную службу. При анализе воды и пищевых продуктов ее присутствие в пробах показывает, что вода или продукты загрязнены.

Палочку эту впервые выделил в конце прошлого века из испражнений человека австрийский врач Т. Эшерих. Она и получила латинское название по его имени — эшерехия коли. Широкая известность пришла к ней, когда в мировой науке развернулись углубленные микробиологические, биохимические и генетические исследования... Тут она играет такую же роль, какую лягушки, кролики, морские свинки и собаки сыграли в физиологии и медицине. Пожалуй, она затмила в последние десятилетия известность мушки дрозофилы, с которой повсюду работают генетики.

С ней удобно вести исследования на уровне молекул, особенно когда ученый имеет дело с ДНК. Эшерехия — прокариот, то есть она лишена клеточного ядра и наделена лишь одной -единственной хромосомой. Это вовсе не означает, что она — некое совсем уже простенькое создание природы, сработанное, так сказать, на скорую руку. Живые организмы, от мала до велика, все не просты. Прокариоты к тому же, по современным воззрениям, относятся к древнейшим организмам планеты и, стало быть, появились на Земле несколько миллиардов лет назад. Скомпонована наша бактерия так, что диву даешься. Длина кишечной палочки — что-то около 2 микрометров, толщина — менее 1 микрометра. А если вытянуть в длину нить ее молекулы ДНК, то она достигнет 1100—1400 микрометров. Столь хитроумно свернута молекула в кольцо, что умещается на таком ничтожно малом пространстве. Каждый отрезок ДНК — это ген, определяющий преемственность какого-либо одного наследственного свойства бактерии. В нити ДНК эшерехии коли — тысячи генов. И хотя у нашей палочки отсутствует многое из того, что содержится в клетках ядерных организмов — эукариотов, говорить о ее примитивности, как мы видим, не приходится.

Неудивительно, что кишечная палочка обосновалась в лабораториях генных инженеров. Именно при ее помощи были добыты, синтезированы инсулин и интерферон. Как этого достигли?

Если не вдаваться в подробности, то все тут вроде бы просто и доступно пониманию. Просто, хотя и граничит с вымыслом...

Пользуясь набором ферментов, иные из которых можно уподобить ножницам, а другие клею, удалось встроить, вклеить в генетический аппарат кишечной палочки ген человечьего интерферона. И эшерехия коли стала вырабатывать, синтезировать интерферон, во всем подобный человечьему. Эту новую для себя профессию она передает по наследству: ведь ей внедрили из клеток человека ген, который вызывает в ответ на вторжение вируса выработку интерферона.

Еще одна подробность. Удалось отыскать удобного переносчика. Им оказался вирус бактериофаг, который, так сказать, буксирует в кишечную палочку ген интерферона, изъятый из клетки человека.

Это уж, ни дать ни взять, из фантастической повести! Однако подобные манипуляции становятся буднями в лабораториях генных инженеров. По поводу же искусственного интерферона академик М. Н. Колосов говорит: «Видимо, в ближайшие годы синтез гена такой величины станет тривиальной задачей... Сейчас, когда разработаны и изготовляются автоматы для синтеза генов, процесс резко ускоряется. Я полагаю, что в ближайшие годы число синтезированных генов будет так велико, что это ни у кого не будет вызывать удивления».

Генетическая инженерия открывает человеку новые пути для решения таких задач, которые обычными средствами одолеть трудно, а то и невозможно.

Вот один из примеров. Американским генным инженерам удалось сконструировать «супербациллу»; питаясь неочищенной нефтью, микроб необычайно быстро ее разлагает. Предполагают, что сверхбактерию можно будет использовать для ликвидации разливов нефти на морях либо при очистке трюмов танкеров. Создатели нефтепожирающей бактерии решили запатентовать свое изобретение. Поскольку в мировой практике не было такого случая, чтобы патентовали созданный пересадкой генов микроорганизм, то решать юридический казус пришлось Верховному суду США. Суд решил спор в пользу генных инженеров — патент был выдан.

Особенно большие выгоды сулит генная инженерия сельскому хозяйству. Вековая мечта растениеводов и животноводов — быстрое приобретение организмом новых наследственных свойств становится явью. Как заманчиво, например, создание пшеницы, не требующей азотных удобрений, содержащей больше белка, нежели сорта, возделываемые ныне. Можно сконструировать культурные растения, которые, подобно диким их сородичам, без помощи человека защищают себя от вредителей и болезней, — стало быть, отпадает нужда в ядохимикатах, весьма вредных для природы. Пересадив нужные гены растениям, можно выращивать ту же пшеницу на землях, ранее пустовавших.

Мы накануне новой «зеленой революции». Ее движущая сила — генная инженерия. Она должна привести к тому, что голод, нехватка продуктов станут достоянием истории.

Так говорят ученые, подкрепляя свои утверждения первыми, весьма обнадеживающими, результатами генной инженерии — нового передового направления биотехнологии.

Но доносятся до нас и предостерегающие голоса.

Конструируя по своему усмотрению организмы, каких нет в природе, человек ускоряет эволюцию — постепенный и необратимый процесс изменения живого. Не внесет ли генная инженерия сумятицу в природу? Ведь может случиться, что ученый ненароком выпустит джинна из бутылки — создаст, скажем, некую вредоносную бактерию. Она начнет неудержимо размножаться — и поди останови ее.

Да, моральная ответственность биологов перед человечеством с появлением генетической инженерии резко возросла. Биологи сейчас — в положении физиков, чьи открытия привели к созданию ядерного оружия. Но мы верим, что осторожность и благоразумие, а главное, совесть ученых — залог того, что генная инженерия будет использована не во зло, а на благо человечества.