Человеческий геном предложили переписать «с нуля»

Международная команда ученых, в которую вошел известный биолог Джордж Черч, предложила проект создания синтетического человеческого генома, передает N+1. Проект должен будет стать логическим продолжением международной инициативы по чтению человеческого генома, которая успешно завершилась в 2004 году. Новый проект, по словам его идеологов, должен будет стать локомотивом создания новых технологий для медицины и биоинженерии. Общую идею проекта команда излагает в короткой статье в Science.

Синтезатор олигонуклеотидов Applied Biosystems 380B

Статья, в которой суть проекта излагается только в общих чертах, стала результатом двух конференций, проведенных в Лондоне и Нью-Йорке в конце прошлого и мае нынешнего года. Главной технической целью, которую авторы ставят перед проектом, является снижение стоимости создания и исследований «больших» геномов в клеточных линиях — в 10000 раз за 10 лет. Речь идет о геномах размером от 0,1 до 100 миллиардов пар оснований. Для сравнения, геном кишечной палочки составляет около 5 миллионов пар оснований, человека — около 3.3 миллиарда пар оснований. Размеры двух существующих на данный момент полностью синтетических и при этом работоспособных геномов составляют 1079 и 531 тысяч пар оснований. Это созданные Институтом Крейга Вентера геномы JCVI-syn1.0 и JCVI-syn3.0 — природный и синтетический геномы микоплазмы соответственно.

В качестве ближайшей цели авторы собираются собрать 100 миллионов долларов на развитие инициативы уже в 2016 году. На эти деньги планируется создать общую «дорожную карту» проекта, рассмотреть его этические и социальные последствия и запустить несколько пилотных исследований.

В качестве примеров первых проектов в статье обсуждается (i) создание крупных геномных локусов, где помимо генов будет представлена некодирующая ДНК (роль которой до сих пор часто плохо понятна), (ii) синтез отдельных синтетических хромосом для введения в геном животных с целью моделирования человеческих заболеваний и выращивания органов для трансплантации, (iii) создание особых «ультанадежных» клеточных линий. В последнем случае авторы статьи приводят несколько более конкретных идей: например, создание линии, устойчивой к заражению вирусами за счет изменения генетического кода (подобная технология уже использовалась группой Черча для создания ГМО, не способных выживать вне лаборатории). Геном «ультанадежных» линий также предлагается очистить от потенциально опасных и/или вредных фрагментов: генов прионов, эгоистичных мобильных элементов. На основе этих линий можно сделать стволовые клетки с синтетическим геномом, которые не смогут превращаться в половые и, таким образом, отпадет этический вопрос о создании «синтетических людей».

Падение стоимости чтения (красная) и синтеза (желтая) ДНК в сравнении с законом Мура

Авторы признаются, что при существующих технологиях проект синтеза человеческого генома будет стоить больше, чем когда-то было потрачено на чтение генома. Однако, как и в последнем случае, развитие технологий может существенно снизить эту стоимость, на что и надеются авторы статьи.