Все эти изменения имеют физиологические последствия — как полезные, так и вредные. Мутации, передаваемые от поколения к поколению, со временем могут распространиться в популяции и закрепиться. Они, образно говоря, — сырье для эволюционного процесса.
У всех нас, представителей рода Homo sapiens, одинаковые гены, существующие в виде двух копий: одна получена от отца, другая — от матери. Но благодаря мутациям, возникшим в ходе эволюции и распространившимся среди членов популяции, большинство генов в генном пуле человечества представлены множеством вариантов. Астрономическое число возможных комбинаций этих вариантов и обеспечивает огромное разнообразие индивидуумов, различающихся как внешне, так и внутренне. Таким образом, каждый из нас обладает уникальным, отличным от других, геномом[8].
Генетический код — язык генов — был до конца расшифрован лишь в 1963 году, через 10 лет после того, как Уотсон и Крик построили модель ДНК — двойную спираль. За очень небольшим исключением он одинаков у всех представителей животного и растительного мира Земли. Ваш генетический код ничем не отличается от кода вируса гриппа, слизистого гриба или слона. Из этого следует, что:
Жизнь в своей основе — не химические вещества или молекулы, а информация в чистом виде.
«И что в этом такого?» — восклицаем мы сегодня. И почти не удивляемся, когда узнаем, что у человека и шимпанзе геномы совпадают на 98 %, у человека и мыши — на 60 %, у человека и круглого червя длиной несколько миллиметров — на 20 %. Но остановитесь на минутку и вдумайтесь в эти цифры. С одной стороны, они свидетельствуют об общности и глобальном характере биологического наследия. С другой — заставляют по-новому взглянуть на феномен жизни. Ее нельзя рассматривать как набор статичных, заранее заданных форм — грибов, обезьян, червей, — и так до бесконечности. Это, скорее, неразрывный информационный поток. Мириады живых существ — это просто временные вместилища генетической информации, передаваемой от одного поколения другому в самых разных комбинациях.
Осмыслив все это, мы можем рассматривать биологию как цифровой мир. Генетическая информация подобна набору программ и данных, представленных в двоичной системе и считываемых точно так, как это делает любой компьютер — от огромного стационарного IBM до мобильного телефона. Клетка головного мозга человека считывает и переводит генетический текст точно таким же способом, как и дрожжевая клетка.
Цифровая природа биологических систем имеет далеко идущие последствия: генетическая информация — не принадлежность какого-то одного организма, она может передаваться от одного живого существа другому. Нет никаких особых генов, характерных только для розы; такие же гены могут «производить» свои белки в любом другом растении.
Эти рассуждения были подтверждены экспериментально в 1973 году, когда молекулярные биологи Стенли Коэн, Герберт Бойер и Пол Берг впервые продемонстрировали возможность переноса генетической информации от одного организма другому. Используя природные ферменты, которые расщепляют и сшивают ДНК, они вырезали из генома клетки кожи лягушки один из генов и перенесли его в бактериальную клетку, которая начала синтезировать белок, кодируемый «лягушачьим» геном.
Так родилась генная технология, и перед биологами широко распахнулась дверь в новый мир, где генетическая информация могла свободно циркулировать между особями и даже переходить от одного вида живых существ к другому. На горизонте замаячили новые формы жизни — растения с необычными свойствами, микробы, синтезирующие лекарственные вещества, и другие удивительные организмы.
К энтузиазму, порожденному новыми возможностями, подмешивалась изрядная доля скептицизма. Не появятся ли в результате подобных экспериментов какие-нибудь смертельно опасные формы жизни? Не приведут ли манипуляции с природными живыми существами к разрушению сложнейшего экологического пазла, созданного за миллиарды лет эволюции?
Чтобы разрешить все эти сомнения, величайшие умы биологической науки организовали в 1975 году в Калифорнии конференцию по проблемам рекомбинантных ДНК, ставшую широко известной под названием Асиломарской. Их задачей было не просто обсуждение проблем безопасности генной технологии; они хотели дать старт публичным дебатам, посвященным новой области биологии. Дело было как раз после Уотергейтского скандала, и вопросы прозрачности социально значимых проблем стояли очень остро.
8
Это касается даже однояйцовых близнецов. Исходно нуклеотидные последовательности их геномов идентичны, но благодаря мутациям и особенно генетическим модификациям, накапливающимся в течение всей жизни, геномы все больше расходятся. Об эпигенетических факторах речь пойдет в гл. 7. (