Вряд ли будет большим преувеличением сказать, что CRISPR/Cas9 — одна из самых многообещающих технологий, найденных в последние десятилетия. «Подаренная» нам бактериями возможность редактирования генома дает шанс на излечение наследственных болезней, которые раньше считались приговором на всю жизнь. Но в 2021 году появился стартап, который посмотрел на технологию с другой стороны: с помощью CRISPR/Cas9 можно вернуть к жизни животных, которые исчезли с лица Земли. Так когда же мы сможем прогуляться по настоящему парку плейстоценового периода?
Мамонт + слон = ?
Генетик Джордж Чёрч — отец синтетической биологии, новой отрасли науки, которая занимается созданием биологических систем с заданными функциями и свойствами, в том числе не имеющих аналогов в природе. Прежде чем заняться воскрешением мамонтов, Черч стал соучредителем нескольких предприятий, в числе которых Knome, занимающийся исследованием генома; LS9, производящая дизельное топливо из трансгенных организмов; Joule Unlimited, разработавшая технологию создания топлива с использованием цианобактерий. В Гарварде Черч с коллегами основали Институт Висса для исследований в области биоинженерии.
Еще в 2008 году Черч в интервью The New York Times (кстати, генетик активно выступает в медиа как популяризатор науки) поделился планами секвенировать геном шерстистого мамонта для того, чтобы создать гибрид вымершего млекопитающего с азиатским (его еще называют индийским) слоном. Но лишь спустя четыре года появился CRISPR/Cas9 — инструмент, который позволяет претворить эту идею в жизнь. В 2015 году команда генетиков под руководством Черча использовала его для интеграции генетического материала мамонтов в ДНК клеток слоновьей кожи. Ученые выбрали те гены, которые, как они полагали, определяли отличительные черты мамонта: высокий свод черепа, мощную жировую прослойку, способность усваивать кислород при низких температурах. Параллельно в лаборатории исследовали и редактирование генома. Так, ученые изменили 62 гена эмбрионов свиней для того, чтобы создать органы, пригодные для пересадки человеку. Спустя два года удалось добавить 45 генов мамонта в геном азиатского слона.
В 2019 году произошла судьбоносная встреча. Серийный предприниматель Бен Ламм, в багаже которого к тому моменту значились успешно проданные бизнесы в области информационных технологий, вышел на связь с Черчем. Ламма заинтересовала идея возрождения вымерших животных.
Не просто вернуть
13 сентября 2021 года Colossal Biosciences в первом раунде финансирования привлекла 15 миллионов долларов. Казалось бы, идея Джорджа Черча сама по себе достаточно удивительна, но Ламму удалось сделать ее еще более захватывающей. Он провозгласил целью компании не просто заново создать вымершего мамонта, но и вернуть его в естественную среду обитания, чтобы восстановить изменившиеся экосистемы. Таким образом, считает Colossal Biosciences, можно бороться с изменением климата.
Согласно информации ООН, 40 тысяч видов рискуют исчезнуть в ближайшие десятилетия. Colossal Biosciences провозглашает цель, которую она обозначила как «генетическое спасение». Путем редактирования генома и создания клонированных особей получится увеличить генетическое разнообразие в малочисленной популяции, тем самым спасая ее от исчезновения. И это не какая-то фантастика. В 2020 году в Смитсоновском институте появилась на свет самка черноногого хорька по имени Элизабет Энн — первое клонированное животное, принадлежащее к угрожаемому виду. Для ее создания использовались гены из тканей, замороженных в 1988 году. Они потребовались, чтобы генетически Элизабет Энн достаточно отличалась от ныне живущих представителей ее вида. Возможно, ее внуки и правнуки восстановят исчезающую популяцию.
Нужно заметить, что описанная технология не спасет наш мир до тех пор, пока человек оказывает влияние на климат. Интродуцированные особи все равно вымрут, ведь именно изменение климата привело к исчезновению тех же мамонтов, а не наоборот. Это скорее способ исправить последствия наших ошибок, но не сами ошибки.
Пьеро Дженовези из Института исследования и защиты окружающей среды и Дэниел Симберлоф из Университета Теннеси в статье для Journal for Nature Conservation указывают на дополнительные риски, связанные с внедрением вымерших видов в экосистему. Среди них может быть вытеснение существующих популяций, изменение ландшафта и распространение новых болезней. Поэтому возвращение в среду такого большого животного, как мамонт, должно сопровождаться очень скрупулезными исследованиями. Иначе гиганты вытопчут растения и оставят без еды своих менее массивных соседей.
Почему сразу мамонт?
Ответ на этот вопрос позволит объяснить и то, почему инвесторы охотно дают Colossal Biosciences деньги. В марте 2022 года стартап привлек еще 60 миллионов долларов, а в начале 2023-го объявил о еще 150 миллионах инвестиций. По некоторым оценкам, стоимость компании после этого приблизилась к 1,5 миллиарда долларов.
В интервью для TechCrunch Бен Ламм сравнивает Colossal Biosciences с программой «Аполлон», а клонирование мамонта — с полетом на Луну. Как во время планирования миссий были созданы и усовершенствованы новые технологии вроде полупроводников, зачатков интернета и GPS, так и на пути к клонированию мамонта Colossal Biosciences создаст множество собственных разработок. Получив на них патенты, стартап сможет извлечь прибыль, продавая их другим компаниям.
Но это — для разбирающихся. Рекламировать CRISPR/Cas9 сложно, не каждый способен правильно запомнить порядок букв в аббревиатуре. А вот клонирование мамонта, пожалуй, одного из самых тиражируемых в поп-культуре вымерших животных, — хорошая приманка для людей, у которых есть деньги, но нет желания разбираться в тонкостях генетики. В том же интервью Ламм приводит в пример Илона Маска и SpaceX. Миллиардер сразу заявил целью полет на Марс — и шумихой сделал свою компанию популярной. Пусть до марсианской экспедиции еще очень далеко, все знают, что SpaceX занимается космическими запусками.
Не мамонтом единым
Colossal Biosciences объявила о сотрудничестве с проектом VGP, чья задача — секвенировать геном всех 66 тысяч видов позвоночных. Стартап займется слонами, а результаты выложит в общий доступ без ограничений на использование. В 2022 году работа по индийскому слону была завершена. Вид стал первым млекопитающим после человека, чей геном был полностью секвенирован. На основе этой работы Colossal Biosciences планирует создать вакцину от вируса эндотелиотропного герпеса слонов, вызывающего смертельное геморрагическое заболевание у слонят.
В планах компании — появление первого мамонтенка уже в ближайшие годы. Поскольку ДНК шерстистого мамонта и азиатского слона одинаковы на 99,6 %, необходимо заменить лишь ключевые гены в геноме слона на гены мамонта. Для этого ученые используют различные методики редактирования. В качестве суррогатных матерей будут выступать самки африканских и индийских слонов. Параллельно компания разрабатывает искусственные матки — технологию, которая, возможно, в будущем найдет применение в медицине. Кроме мамонта, Colossal Biosciences объявила о намерении воскресить тилацина — вымершего сумчатого волка, обитавшего на острове Тасмания.
В 2022 году Всемирный экономический форму включил Colossal Biosciences в число технологических пионеров года. Будем надеяться, что колоссальные планы стартапа обернутся столь же колоссальными прорывами в биотехнологии.