ScienceHub #03: Синтетическая микробиология

В новом проекте ScienceHub главный редактор проекта ПостНаука Ивар Максутов беседует с учеными в их лабораториях о новых технологиях, перспективах исследований и новых профессиях, которые появятся благодаря научным открытиям.

ПостНаука побывала в лаборатории молекулярной генетики микроорганизмов Института биологии гена РАН Константина Северинова, чтобы подробнее разобраться в том, что такое синтетическая микробиология, и посмотреть, чем занимаются исследователи в этой области прямо сейчас и к чему это приведет в будущем.

Синтетическая микробиология — это такая новая наука, надо понимать, что разные люди вкладывают совершенно разные значения, когда они про это говорят. С одной стороны, она возникла тогда, когда какое-то количество физиков и математиков по старой памяти решило заняться микробиологией. Всякий раз, когда в физике или математике начинается кризис — им больше нечего искать: ни теорему Ферма доказывать, ни бозона Хиггса, — они идут в биологию и начинают там что-то делать. Это хорошо. И результатом такого рода деятельности стало то, что физики задались вопросом, как именно контролируется работа генов в клетке. Биологи тоже этим занимались, но физики подошли к этому с другой стороны: они стали моделировать эти процессы, использовать различные методы вплоть до дифференциальных уравнений, чтобы описать процесс работы генов в клетке.

И если ты понимаешь, как это работает, то ты знаешь, как его можно контролировать. И выяснилось, что в ряде случаев можно, в зависимости от ряда условий, которые они же сами и контролируют, изменять спектр генов, работающих в клетке, биологически активные вещества, которые клетка производит и так далее. Это одна часть синтетической биологии. Другая синтетическая биология очень высокого технологического уровня — это наука, которую продолжает развивать Крейг Вентер, человек, который отсеквенировал геном человека, самого себя. И эта наука заключается вот в чем: если мы можем определить геном, то есть совокупность последовательностей всего гена организма, а это ДНК, то никто не мешает нам, в принципе, такую молекулу ДНК создать синтетически, самим. Она будет очень длинная, но мы ее сделали сами. Потом такую молекулу ДНК можно поместить в клетку, в которой своей генетической информации нет, и возникнет новая клетка, которая запрограммирована так, как ее создатель, в данном случае ученый, сделал.

Над нами сгущаются тучи, потому что увеличенная продолжительность жизни и все то, что мы теперь воспринимаем как данность, — это то, чего раньше не было, это все возникло в 30–40-е годы и началось с введения в практику антибиотиков. Это вещества, которые производят определенные бактерии для борьбы друг с другом. А так получилось, что мы научились их использовать для борьбы с бактериями, которые вызывают болезни, но, к сожалению (а на самом деле естественно), стали появляться формы бактерий, устойчивые к антибиотикам, и в недалеком будущем может оказаться, что все антибиотики, которыми мы пользуемся, сейчас неэффективны. Это будет грандиозный коллапс.