1
00:00:00,844 --> 00:00:03,306
Сегодня речь пойдёт о генном драйве,

2
00:00:03,330 --> 00:00:05,883
но для начала я расскажу вам
короткую историю.

3
00:00:06,621 --> 00:00:09,844
20 лет назад биолога
по имени Энтони Джеймс

4
00:00:09,868 --> 00:00:12,187
захватила идея создания комаров,

5
00:00:12,211 --> 00:00:14,790
которые не переносят малярию.

6
00:00:15,683 --> 00:00:19,739
Идея была отличная,
но, увы, практически провальная.

7
00:00:20,596 --> 00:00:23,256
Во-первых, оказалось очень сложно

8
00:00:23,280 --> 00:00:25,287
вывести устойчивого к малярии комара.

9
00:00:26,286 --> 00:00:29,913
Джеймс всё же сумел это сделать
несколько лет назад,

10
00:00:29,937 --> 00:00:32,008
добавив некоторые гены,
которые не позволяют

11
00:00:32,032 --> 00:00:34,746
малярийному паразиту
выжить в организме комара.

12
00:00:35,551 --> 00:00:37,373
Но это привело к новой проблеме.

13
00:00:38,043 --> 00:00:40,885
Как, сумев вывести
устойчивого к малярии комара,

14
00:00:40,909 --> 00:00:44,495
добиться того, чтобы он заменил
всех комаров-переносчиков малярии?

15
00:00:46,107 --> 00:00:47,580
Есть пара вариантов.

16
00:00:47,604 --> 00:00:49,627
Суть плана А была в том, чтобы развести

17
00:00:49,651 --> 00:00:52,738
какое-то количество новых
генномодифицированных комаров,

18
00:00:52,762 --> 00:00:54,088
выпустить их на волю

19
00:00:54,112 --> 00:00:56,079
и надеяться, что их гены распространятся.

20
00:00:56,673 --> 00:00:58,787
Проблема в том, что пришлось бы выпустить

21
00:00:58,811 --> 00:01:03,111
в 10 раз больше комаров, чем уже есть
в природе, чтобы это удалось.

22
00:01:03,135 --> 00:01:05,222
И если в деревне живёт 10 000 комаров,

23
00:01:05,246 --> 00:01:07,325
нужно выпустить ещё 100 000.

24
00:01:08,229 --> 00:01:09,379
Можно себе представить,

25
00:01:09,403 --> 00:01:12,157
что жителям деревни такая стратегия
пришлась не по вкусу.

26
00:01:12,181 --> 00:01:13,331
(Смех)

27
00:01:14,963 --> 00:01:18,667
И вот в январе прошлого года
Энтони Джеймс получил email

28
00:01:18,691 --> 00:01:20,642
от биолога по имени Итан Бир.

29
00:01:21,400 --> 00:01:24,259
Бир сообщил, что он и его аспирант
Валентино Ганц

30
00:01:24,283 --> 00:01:27,227
обнаружили механизм,
который гарантирует не только

31
00:01:27,251 --> 00:01:29,925
наследование отдельного
генетического признака,

32
00:01:29,949 --> 00:01:32,028
но и его невероятно
быстрое распространение.

33
00:01:32,734 --> 00:01:35,400
Если они были правы,
это решило бы задачу,

34
00:01:35,424 --> 00:01:37,805
над которой он и Джеймс
работали в течение 20 лет.

35
00:01:38,450 --> 00:01:43,108
Для проверки они ввели в геном
двух комаров противомалярийный ген,

36
00:01:43,132 --> 00:01:45,291
а также новый механизм — генный драйв,

37
00:01:45,315 --> 00:01:46,806
который я объясню чуть позже.

38
00:01:47,506 --> 00:01:49,839
И вдобавок они сделали так,
чтобы у любого комара,

39
00:01:49,863 --> 00:01:51,801
унаследовавшего противомалярийный ген,

40
00:01:51,825 --> 00:01:55,824
были не белые глаза, как обычно,
а красные глаза.

41
00:01:56,682 --> 00:01:58,732
Это было сделано просто для удобства,

42
00:01:58,756 --> 00:02:01,293
чтобы с первого взгляда
можно было их отличать.

43
00:02:02,192 --> 00:02:04,949
Этих двух противомалярийных
комаров с красными глазами

44
00:02:04,973 --> 00:02:07,632
поместили в бокс с 30-ю обычными
белоглазыми особями

45
00:02:07,656 --> 00:02:08,830
и оставили размножаться.

46
00:02:09,383 --> 00:02:13,240
Два поколения спустя у них
появилось 3 800 внуков.

47
00:02:14,217 --> 00:02:16,010
Но удивительно не это.

48
00:02:16,716 --> 00:02:18,638
Удивительно вот что:

49
00:02:18,662 --> 00:02:21,569
начав только с двумя комарами 
с красными глазами

50
00:02:21,593 --> 00:02:22,927
и 30 комарами с белыми,

51
00:02:22,951 --> 00:02:25,712
ожидаешь в основном белоглазое потомство.

52
00:02:26,514 --> 00:02:29,538
Но когда Джеймс открыл бокс,

53
00:02:29,562 --> 00:02:32,903
все 3 800 комаров оказались красноглазыми.

54
00:02:33,315 --> 00:02:35,355
Когда я спросила об этом Итана Бира,

55
00:02:35,379 --> 00:02:38,894
от волнения он начал
практически кричать в трубку.

56
00:02:39,886 --> 00:02:42,049
Потому что комары
только с красными глазами

57
00:02:42,073 --> 00:02:45,021
нарушают основу основ биологии —

58
00:02:45,045 --> 00:02:46,287
менделевскую генетику.

59
00:02:46,912 --> 00:02:48,081
Объясню вкратце:

60
00:02:48,105 --> 00:02:50,869
согласно менделевской генетике,
при спаривании самца и самки

61
00:02:50,893 --> 00:02:53,535
детёныш наследует половину
ДНК от каждого из родителей.

62
00:02:53,559 --> 00:02:57,154
Если обычный комар имеет генотип aa,
а новый комар — aB,

63
00:02:57,178 --> 00:02:58,980
где B — противомалярийный ген,

64
00:02:59,004 --> 00:03:01,391
то у потомства должны быть
четыре сочетания:

65
00:03:01,415 --> 00:03:03,988
aa, aB, aa, Ba.

66
00:03:04,884 --> 00:03:07,173
Но из-за нового генного драйва

67
00:03:07,197 --> 00:03:08,709
у всех оказался генотип aB.

68
00:03:09,900 --> 00:03:12,452
С точки зрения биологии,
такое вообще невозможно.

69
00:03:12,476 --> 00:03:13,780
Так в чём же дело?

70
00:03:14,709 --> 00:03:16,153
Во-первых, это объясняется

71
00:03:16,177 --> 00:03:19,447
появлением инструмента
редактирования генов CRISPR в 2012 году.

72
00:03:20,701 --> 00:03:22,811
Многие из вас, вероятно,
слышали о CRISPR,

73
00:03:22,835 --> 00:03:26,136
поэтому скажу вкратце, что CRISPR —
инструмент, позволяющий учёным

74
00:03:26,160 --> 00:03:28,739
редактировать гены очень точно,
легко и быстро.

75
00:03:29,533 --> 00:03:33,262
Это достигается использованием механизма,
уже существовавшего у бактерий.

76
00:03:33,286 --> 00:03:35,912
В основе — белок,
действующий как ножницы

77
00:03:35,936 --> 00:03:37,170
и разрезающий ДНК,

78
00:03:37,194 --> 00:03:39,677
а также молекула РНК,
направляющая ножницы

79
00:03:39,701 --> 00:03:41,419
в любую нужную вам точку генома.

80
00:03:41,443 --> 00:03:44,133
Получается своего рода
текстовый редактор для генов.

81
00:03:44,157 --> 00:03:46,783
Можно изъять целый ген, добавить ген

82
00:03:46,807 --> 00:03:49,252
или отредактировать всего одну
букву внутри гена.

83
00:03:49,646 --> 00:03:51,599
И сделать это можно почти с любым видом.

84
00:03:53,328 --> 00:03:57,042
Помните, я говорила, что с генным драйвом
возникли две трудности?

85
00:03:57,835 --> 00:04:00,955
Во-первых, было сложно создать комара,

86
00:04:00,979 --> 00:04:02,366
устойчивого к малярии.

87
00:04:02,390 --> 00:04:04,517
Это уже в прошлом благодаря CRISPR.

88
00:04:05,117 --> 00:04:06,879
Другая трудность касалась логистики.

89
00:04:07,307 --> 00:04:09,109
Как же распространить нужный признак?

90
00:04:10,196 --> 00:04:11,672
Вот здесь требуется ловкость.

91
00:04:12,943 --> 00:04:16,545
Пару лет назад биолог
из Гарварда по имени Кевин Эсвельт

92
00:04:16,569 --> 00:04:17,919
заинтересовался, что будет,

93
00:04:17,943 --> 00:04:21,570
если сделать так, чтобы
CRISPR вносил не только новый ген,

94
00:04:21,594 --> 00:04:24,435
но и весь механизм, осуществляющий
вырезание и вставку.

95
00:04:25,233 --> 00:04:29,073
Иными словами, чтобы CRISPR
копировал и вставлял сам себя.

96
00:04:30,145 --> 00:04:33,276
Тогда получится вечный двигатель
для редактирования генов.

97
00:04:34,458 --> 00:04:36,192
Именно так всё и случилось.

98
00:04:37,037 --> 00:04:39,915
Генный драйв CRISPR, созданный Эсвельтом,

99
00:04:39,939 --> 00:04:43,582
не только гарантирует
передачу признака потомству,

100
00:04:43,606 --> 00:04:46,044
но и, оказавшись в гаметоцитах,

101
00:04:46,068 --> 00:04:48,644
автоматически копирует и вставляет
новый ген

102
00:04:48,668 --> 00:04:51,314
в обе хромосомы
каждой отдельной особи.

103
00:04:51,743 --> 00:04:54,140
Это как функция «найти и заменить»,

104
00:04:54,164 --> 00:04:57,385
в научном смысле — переход
гетерозиготного признака в гомозиготный.

105
00:04:59,045 --> 00:05:01,656
Что же это значит?

106
00:05:01,680 --> 00:05:04,404
Для начала — что у нас теперь
есть очень мощный

107
00:05:04,428 --> 00:05:07,085
и при этом немного пугающий инструмент.

108
00:05:08,576 --> 00:05:11,465
До сих пор то, что генный драйв
не был применим на практике,

109
00:05:11,489 --> 00:05:12,972
в некотором роде успокаивало.

110
00:05:13,425 --> 00:05:16,107
Как правило, изменяя гены в организме,

111
00:05:16,131 --> 00:05:18,480
мы делаем его
менее эволюционно пригодным.

112
00:05:18,504 --> 00:05:21,337
И биологи могут создавать
сколько угодно дрозофил-мутантов,

113
00:05:21,361 --> 00:05:22,614
ни о чём не беспокоясь.

114
00:05:22,638 --> 00:05:25,645
С теми, кто случайно улетит,
разберётся естественный отбор.

115
00:05:26,750 --> 00:05:29,973
Нас в генном драйве одновременно
впечатляет и пугает именно то,

116
00:05:29,997 --> 00:05:31,757
что теперь всё будет обстоять иначе.

117
00:05:33,092 --> 00:05:36,656
Если новый признак не станет серьёзной
помехой с точки зрения эволюции —

118
00:05:36,680 --> 00:05:38,759
например, комар не сможет летать,

119
00:05:38,783 --> 00:05:42,236
генный драйв на базе CRISPR
будет беспрерывно распространять его,

120
00:05:42,260 --> 00:05:45,266
пока он не передастся
каждой особи в популяции.

121
00:05:47,101 --> 00:05:49,990
Совсем непросто создать
так хорошо работающий генный драйв,

122
00:05:50,014 --> 00:05:52,188
но Джеймс и Эсвельт считают, что возможно.

123
00:05:53,339 --> 00:05:57,163
К счастью, это откроет перед нами
некоторые удивительные возможности.

124
00:05:57,187 --> 00:05:59,091
Если противомалярийный генный драйв

125
00:05:59,115 --> 00:06:01,315
будет лишь у 1% комаров рода Anopheles —

126
00:06:01,339 --> 00:06:03,091
тех самых, что переносят малярию,

127
00:06:03,488 --> 00:06:07,607
он, по мнению учёных, распространится
во всей популяции за год.

128
00:06:08,178 --> 00:06:11,047
То есть за год можно, в сущности,
искоренить малярию.

129
00:06:11,455 --> 00:06:15,327
На практике это станет возможным
лишь через несколько лет,

130
00:06:15,351 --> 00:06:18,069
но всё же: 1 000 детей
в день умирает от малярии.

131
00:06:18,093 --> 00:06:20,283
За год эту цифру
можно снизить почти до нуля.

132
00:06:20,966 --> 00:06:23,862
То же касается лихорадки денге,
чикунгуньи, жёлтой лихорадки.

133
00:06:25,211 --> 00:06:26,616
И это ещё не всё.

134
00:06:27,215 --> 00:06:29,691
Допустим, вы хотите избавиться
от инвазивного вида —

135
00:06:29,715 --> 00:06:31,838
выставить азиатского карпа
из Великих озёр.

136
00:06:32,434 --> 00:06:34,458
Нужно лишь выпустить такой генный драйв,

137
00:06:34,482 --> 00:06:36,799
чтобы в потомстве у рыб
появлялись одни самцы.

138
00:06:37,386 --> 00:06:41,584
Несколько поколений спустя
не останется самок, и карпа не будет.

139
00:06:41,608 --> 00:06:44,687
Теоретически мы сможем восстановить
сотни аборигенных видов,

140
00:06:44,711 --> 00:06:46,378
которые сейчас на грани вымирания.

141
00:06:47,410 --> 00:06:50,697
Теперь от хороших новостей

142
00:06:50,721 --> 00:06:52,013
перейдём к плохим.

143
00:06:53,070 --> 00:06:55,098
Генный драйв настолько эффективен,

144
00:06:55,122 --> 00:06:58,947
что даже случайный выпуск
может изменить целый вид,

145
00:06:58,971 --> 00:07:00,161
зачастую очень быстро.

146
00:07:01,178 --> 00:07:03,304
Энтони Джеймс принял меры безопасности:

147
00:07:03,328 --> 00:07:05,494
разводил комаров в лаборатории
с биоизоляцией

148
00:07:05,518 --> 00:07:08,106
и выбрал вид, неаборигенный для США,

149
00:07:08,130 --> 00:07:09,685
чтобы случайно улетевшие особи

150
00:07:09,709 --> 00:07:12,724
просто вымерли и им было бы
не с кем спариваться.

151
00:07:12,748 --> 00:07:16,771
Но если десяток азиатских карпов
с генным драйвом самцов в потомстве

152
00:07:16,795 --> 00:07:20,724
случайно уплывёт
из Великих озёр обратно в Азию,

153
00:07:20,748 --> 00:07:24,177
есть шанс, что они сведут на нет
аборигенную популяцию азиатского карпа.

154
00:07:25,930 --> 00:07:28,842
И это вполне вероятный исход,
учитывая, как тесен наш мир.

155
00:07:28,866 --> 00:07:31,437
Поэтому, кстати, и возникла
проблема инвазивных видов.

156
00:07:31,912 --> 00:07:33,080
И это только рыба.

157
00:07:33,428 --> 00:07:36,016
А вот комаров и плодовых мушек

158
00:07:36,040 --> 00:07:38,000
вообще невозможно сдержать.

159
00:07:38,024 --> 00:07:40,135
Они пересекают границы
и океаны постоянно.

160
00:07:41,754 --> 00:07:43,936
Ещё одна плохая новость —

161
00:07:43,960 --> 00:07:46,278
генный драйв может не остаться в рамках

162
00:07:46,302 --> 00:07:48,115
так называемого целевого вида.

163
00:07:48,556 --> 00:07:50,055
В этом виноват перенос генов —

164
00:07:50,079 --> 00:07:52,676
так красиво называют ситуацию,
в которой близкие виды

165
00:07:52,700 --> 00:07:53,948
иногда скрещиваются.

166
00:07:53,972 --> 00:07:57,123
При этом возникнет вероятность
передачи генного драйва —

167
00:07:57,147 --> 00:07:59,674
например, от азиатского карпа
к другому виду карпа.

168
00:07:59,698 --> 00:08:03,413
Ничего страшного, если драйв
вносит такой признак, как цвет глаз.

169
00:08:03,437 --> 00:08:05,684
Есть немалый шанс,
что мы станем свидетелями

170
00:08:05,708 --> 00:08:08,279
всплеска численности странных
дрозофил совсем скоро.

171
00:08:09,390 --> 00:08:10,653
Но возможно непоправимое,

172
00:08:10,677 --> 00:08:13,581
если драйв нацелен
на полное истребление вида.

173
00:08:14,351 --> 00:08:17,879
Тревожит и то, что технология, необходимая

174
00:08:17,903 --> 00:08:21,594
для генетического конструирования
организма и добавления генного драйва,

175
00:08:21,618 --> 00:08:24,952
доступна практически любой
лаборатории в мире.

176
00:08:24,976 --> 00:08:26,316
Справится даже студент.

177
00:08:27,209 --> 00:08:30,491
Даже одарённый старшеклассник,
у которого есть оборудование.

178
00:08:32,526 --> 00:08:34,835
Должно быть, мои слова вас ужасают.

179
00:08:35,351 --> 00:08:37,557
(Смех)

180
00:08:37,581 --> 00:08:40,471
Тем не менее любопытно,
что почти все мои собеседники-учёные

181
00:08:40,495 --> 00:08:44,376
считают, что в генном драйве нет
ничего страшного или опасного.

182
00:08:44,400 --> 00:08:47,028
Отчасти из-за уверенности,
что учёные будут

183
00:08:47,052 --> 00:08:49,256
очень осторожно и ответственно
применять его.

184
00:08:49,280 --> 00:08:50,294
(Смех)

185
00:08:50,318 --> 00:08:51,548
Пока что так и есть.

186
00:08:52,302 --> 00:08:54,998
К тому же у генного драйва
есть и свои ограничения.

187
00:08:55,022 --> 00:08:58,331
Во-первых, он подходит только видам,
размножающимся половым путём.

188
00:08:58,704 --> 00:09:02,132
Так что, на наше счастье, с его помощью
нельзя создать вирусы и бактерии.

189
00:09:02,156 --> 00:09:05,346
Также признак распространяется
только с каждым следующим поколением.

190
00:09:05,370 --> 00:09:07,363
Так что изменить или истребить популяцию

191
00:09:07,387 --> 00:09:10,713
получится, только если у вида
короткий репродуктивный цикл,

192
00:09:10,737 --> 00:09:13,537
как у насекомых или мелких
позвоночных — мышей и рыб.

193
00:09:14,438 --> 00:09:16,699
Но уйдут века, прежде чем
среди слонов или людей

194
00:09:16,723 --> 00:09:19,103
признак распространится
достаточно широко.

195
00:09:20,079 --> 00:09:25,221
И даже применяя CRISPR, не так-то легко
создать по-настоящему губительный признак.

196
00:09:26,079 --> 00:09:27,808
Скажем, вы хотите создать дрозофилу,

197
00:09:27,832 --> 00:09:30,387
которая питалась бы свежими
фруктами, а не гниющими,

198
00:09:30,411 --> 00:09:33,044
чтобы саботировать
сельское хозяйство Америки.

199
00:09:33,068 --> 00:09:34,598
Для начала придётся выяснить,

200
00:09:34,622 --> 00:09:37,394
какие гены в ответе за то,
что предпочитает есть мушка, —

201
00:09:37,418 --> 00:09:39,965
а этот процесс сам по себе
долгий и сложный.

202
00:09:40,489 --> 00:09:43,793
Потом нужно будет изменить эти гены,
чтобы повлиять на её поведение

203
00:09:43,817 --> 00:09:45,355
в нужную вам сторону —

204
00:09:45,379 --> 00:09:48,180
а это ещё более долгое
и сложное предприятие.

205
00:09:48,204 --> 00:09:49,522
И это может не сработать,

206
00:09:49,546 --> 00:09:52,040
ведь гены, контролирующие
поведение, сложны.

207
00:09:52,064 --> 00:09:54,072
Так что если вы террорист перед дилеммой:

208
00:09:54,096 --> 00:09:56,454
приступить к утомительным
научным исследованиям,

209
00:09:56,478 --> 00:10:00,005
которые займут годы кропотливой
работы и могут не дать результата,

210
00:10:00,029 --> 00:10:01,376
или устраивать взрывы —

211
00:10:01,400 --> 00:10:03,055
вы, скорее всего, выберете второе.

212
00:10:03,498 --> 00:10:05,918
Это вдвойне верно —
ведь по крайней мере в теории

213
00:10:05,942 --> 00:10:09,076
должно быть несложно создать
так называемый реверсивный драйв,

214
00:10:09,100 --> 00:10:12,798
который перезапишет те изменения,
что внёс первый генный драйв.

215
00:10:12,822 --> 00:10:15,116
Если вам не понравится
результат изменений,

216
00:10:15,140 --> 00:10:17,973
вы выпустите второй драйв,
который их отменит —

217
00:10:17,997 --> 00:10:19,147
по крайне мере в теории.

218
00:10:21,374 --> 00:10:23,096
Так что же это значит для нас?

219
00:10:24,604 --> 00:10:28,199
Теперь мы способны изменять
целые виды по своему усмотрению.

220
00:10:29,017 --> 00:10:30,183
Но стóит ли?

221
00:10:30,552 --> 00:10:31,917
Мы теперь боги?

222
00:10:33,972 --> 00:10:35,305
В этом я не уверена.

223
00:10:36,094 --> 00:10:37,321
Но я знаю вот что:

224
00:10:38,329 --> 00:10:40,187
во-первых, немало умных людей

225
00:10:40,211 --> 00:10:43,067
и сейчас обсуждают,
как регулировать генный драйв.

226
00:10:43,598 --> 00:10:46,162
В то же время другие умные люди

227
00:10:46,186 --> 00:10:48,297
заняты тем, что создают механизм защиты —

228
00:10:48,321 --> 00:10:51,873
генный драйв, который саморегулируется
или затухает за несколько поколений.

229
00:10:52,644 --> 00:10:53,844
Это здорово.

230
00:10:54,313 --> 00:10:56,860
Но эту технологию всё равно
требуется обсуждать.

231
00:10:58,059 --> 00:10:59,789
И, учитывая природу генного драйва,

232
00:10:59,813 --> 00:11:01,503
обсуждать в мировом масштабе.

233
00:11:02,131 --> 00:11:04,838
Что, если Кения захочет применить драйв,
а Танзания нет?

234
00:11:05,241 --> 00:11:08,608
Кто разрешит применение
генного драйва, передающегося по воздуху?

235
00:11:10,874 --> 00:11:12,828
Я не знаю ответа на этот вопрос.

236
00:11:13,618 --> 00:11:15,626
Но в наших силах, продолжая исследования,

237
00:11:15,650 --> 00:11:18,484
правдиво говорить
о рисках и преимуществах

238
00:11:18,508 --> 00:11:20,730
и нести ответственность за свои решения.

239
00:11:21,817 --> 00:11:25,730
Я имею в виду не только решение
применить генный драйв,

240
00:11:25,754 --> 00:11:27,753
но и решение его не применять.

241
00:11:29,111 --> 00:11:32,088
Люди склонны полагать,
что самый безопасный вариант —

242
00:11:32,112 --> 00:11:33,904
сохранять статус-кво.

243
00:11:34,905 --> 00:11:36,477
Но это не всегда так.

244
00:11:37,711 --> 00:11:41,112
У генного драйва есть риски,
и о них нужно говорить,

245
00:11:41,136 --> 00:11:44,286
но малярия существует
и убивает 1 000 человек в день.

246
00:11:44,977 --> 00:11:48,541
Борясь с ней, мы распыляем пестициды,
которые серьёзно вредят другим видам,

247
00:11:48,565 --> 00:11:50,135
включая земноводных и птиц.

248
00:11:51,668 --> 00:11:54,532
Так что когда вы в следующий раз
услышите о генном драйве —

249
00:11:54,556 --> 00:11:56,810
а вы о нём услышите, поверьте мне, —

250
00:11:56,834 --> 00:11:58,378
вспомните об этом.

251
00:11:58,402 --> 00:12:00,422
Действовать бывает страшно,

252
00:12:00,446 --> 00:12:02,583
но бездействие порой гораздо хуже.

253
00:12:04,746 --> 00:12:12,566
(Аплодисменты)