Генетика на завтрак (Научные лайфхаки для повседневной жизни) - Модер Мартин (читать книги регистрация .txt) 📗
В 1994 году на американском рынке появился первый генетически модифицированный томат под названием Flavr Savr (произносится как «Flavor Saver» — сохраняющий вкус). Плод мог храниться гораздо дольше, чем его обычные собратья, но производство прекратилось уже через три года после запуска, и сегодня не получится найти ни одного коммерчески доступного генномодифицированного помидора. Предположительно это связано с художественным фильмом, который вышел в Америке за 16 лет до появления помидора Flavr Savr: «Нападение помидоров-убийц». Согласно классической киноленте, в одной американской лаборатории из обычных томатов вырастили помидоры-гиганты, которые пожирают людей и вскоре захватывают власть во всей стране.
Создатели фильмов любят играть с клишированными образами ученых, которые из-за своего комплекса бога обрекают на погибель весь остальной мир. В головах у зрителей в итоге остается мысль: «Лучше держаться от этого подальше!»
Иначе вышло с фильмом «Парк Юрского периода». В этом триллере владелец многомиллиардного состояния использует самые современные технологии генной инженерии, чтобы оживить динозавров и поселить их на острове в Тихом океане с целью создания парка приключений. Естественно, все идет вразрез с его планами, динозавры сбегают из своих вольеров и съедают всех посетителей острова. Сожалею, что рассказал вам, чем закончился фильм, но ведь финал все равно был предсказуемым. Не знаю, как вас, но меня «Парк Юрского периода» совершенно не убедил, что клонирование динозавров — плохая идея. Напротив, когда маленький Мартин увидел, как тираннозавр приближается к внедорожнику, он захотел оказаться в машине вместе с другими закусками для динозавра, сидящими рядом с вибрирующим стаканом воды, и восхищаться древним гигантом. С тех пор я очарован идеей возвращения к жизни доисторических видов. Никогда не прощу руководителей своей учебной программы за то, что ни одна из лекций не была посвящена этой теме. Я хочу, чтобы вы оказались в лучших условиях, поэтому подкину вам пару идей, как благодаря генетике вы сможете получить впечатления от погружения в мир доисторических животных.
Парк Юрского периода в реальной жизни.
Так значит, мы вплотную приблизились к тому, чтобы начать оживлять динозавров? Вряд ли кто-то сумел подобраться к этой цели настолько же близко, как исследовательская группа, опубликовавшая в 2014 году статью, в которой говорится, что куры двигаются так, как можно было бы ожидать от динозавра, к заду которого приклеили тяжелую палку [89]. Не впечатляющее начало, зато шансы оказаться съеденным такими претендентами относительно низкие, если только вы не червь.
Настоящего динозавра весом в несколько тонн, естественно, воссоздать гораздо сложнее. Кроме того, нужно сначала договориться о том, кого из них хотелось бы оживить больше всего. При мысли о древних чешуйчатых животных нам обычно представляется, что все они жили одновременно в какой-то определенный период истории. Потом им на головы упал метеорит, долгое время ничего не происходило, и вдруг появились мы. Но на самом деле динозавры существовали в течение очень длительного промежутка времени, и многие из них никогда не встречали друг друга. Четвероногий стегозавр с колоритными костными пластинами на спине жил от 157,3 до 147,7 миллиона лет назад.
Чтобы повидаться с классическим тираннозавром, не придется перемещаться назад во времени далеко: он жил от 68 до 66 миллионов лет назад.
С точки зрения временной давности тираннозавр жил почти на 80 миллионов лет ближе к флешмобу Ice Bucket Challenge, чем к стегозавру. Что с его точки зрения совсем неинтересно, ведь он все равно не смог бы поднять ведро над головой своими маленькими лапками. Но для нас это важно, потому что ДНК имеет срок годности, а без генетической информации динозавра не состряпаешь.
68–66 миллионов лет назад жил классический тираннозавр. Это не так уж давно с точки зрения эволюции.
В фильме «Парк Юрского периода» эту ДНК получили из крови динозавров, которую миллионы лет назад высосали москиты, впоследствии увязнувшие в древесной смоле, постепенно превратившейся в янтарь. Из этих образцов исследователи реконструировали геном доисторических гигантов, заполнив недостающие части с помощью ДНК лягушки, ввели генетическую информацию в страусовые яйца и после успешно проделанной работы по продолжению рода, очевидно, выкурили по сигаретке.
Прежде чем в поисках москитов лезть за бусами из янтаря в ящик с бабушкиными украшениями, вам стоит познакомиться с одним исследованием от 2012 года, посвященным ДНК, полученной из кости птицы моа, жившей в Новой Зеландии [76]. Моа — это нелетающие страусообразные, похожие на нынешних эму, но вымершие в конце XIV века.
Исследователи хотели использовать 158 выкопанных костей ног моа, чтобы рассчитать период полураспада древней ДНК, который представляет собой промежуток времени, в течение которого утрачивается половина существующей генетической информации. Когда клетка умирает, ферменты начинают разрывать ДНК на мелкие кусочки. После на мертвое животное набрасываются микроорганизмы, которые пытаются сожрать все, что можно найти в биологическом материале. Этот процесс довольно быстро запускается после смерти.
То, что остается от ДНК, уничтожается в результате спонтанного химического распада, протекание которого зависит от содержания кислорода, значения pH, влажности и других факторов окружающей среды.
Исследователи изучили кости возрастом до 8000 лет и обнаружили, что средний период полураспада ДНК составляет всего 521 год. По истечении этого срока теряется половина связей между отдельными буквами ДНК, спустя еще 521 год — половина оставшихся связей и так далее. Исследователи подсчитали, что даже у костей, пролежавших в земле при температуре -5 °C, ДНК полностью распалась бы самое позднее через 6,8 миллиона лет. Динозаврам, чьи кости имеют возраст как минимум 65 миллионов лет, это не сулит ничего хорошего. Хоть янтарь и способен частично защитить кровь динозавров в брюшках насекомых от воздействия влаги и кислорода, исследователи считают, что сегодня ДНК тираннозавра и его сородичей уже нигде не откопать.
Куриные крылышки.
А вдруг для того, чтобы отыскать ДНК динозавров, нет никакой необходимости зарываться так глубоко в грунт. Она может оказаться гораздо ближе, чем вы думаете, может быть, ее часть даже переваривается у вас в желудке прямо сейчас. Не все динозавры, к которым прилетел метеорит, вымерли. Потомки небольшой группы проворных хищников, включая пресловутого велоцираптора, до сих пор обитают на Земле в виде птиц.
Птицы — это динозавры, которые прожили достаточно долго, чтобы научиться гадить вам на голову. Поэтому в техническом языке они классифицируются как «птичьи динозавры» — птицеобразные динозавры. Вымерших гигантов палеонтологи относят к «нептичьим динозаврам» — нептицеобразным динозаврам, чтобы их коллеги во время научной конференции понимали, идет речь о велоцирапторе или о голубе. Собственно, на этом главу можно было бы и закончить: кто собирается открыть парк динозавров, может использовать хорошую маркетинговую стратегию применительно к бабушкиному курятнику. Но с таким раскладом маленький Мартин ни за что бы не смирился.
Велоцираптора можно легко представить, вообразив современную суповую курицу на анаболиках.
У велоцираптора были острые зубы и впечатляющие когти. Все это было украшено перьями, но лишено возможности летать. По высоте они доставали бы только до уровня бедер взрослого человека, но зато достигали двух метров в длину, а наблюдать этих зверей в процессе охоты было бы гораздо более захватывающим зрелищем, чем сегодняшних кур. Сколько от велоцираптора еще осталось в современных птицах? Можно ли обратить эволюцию вспять, чтобы вернуть цыплятам их первоначальное величие?
