Химера: фантастика становится реальностью

В греческой мифологии химера – чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы и хвостом в виде змеи (да, на конце хвоста змеиная пасть). По некоторым источникам, химера могла извергать пламя (не спрашивайте, из какой пасти). По сказаниям легенд, древние люди жутко боялись этого монстра и считали его угрозой для любого человека. В современном научном смысле химера – это генетически разнородный организм, который не представляет столько опасности, как в мифологии (ну или не обязательно). Современные химеры берут свое начало от нескольких клеток, в результате разные части тела несут различные генотипы.

Химера в греческой мифологии – страшное чудовище.

В реальном мире обычные люди тоже могут быть химерами: внутри живота у матери изначально было два зародыша, но в ходе беременности один поглотил другого или эмбрионы слились. В результате разные части одного человека несут разные генотипы.
А еще химеры создаются экспериментально. Берут генетический материал одного животного, соединяют его с другим – получается межвидовая смесь овцы и козы.

В 1980 годах создали первую межвидовую химеру – из овцы и козы.

В научно-фантастическом фильме “Химера” главная героиня и ее не очень подробно представленные сородичи – абсолютно новые формы жизни. Это генетические гибриды, у которых в организме синтезируется уникальный рекомбинантный (образованный в результате слияния) белок. Парочка ученых, Эльза и Клайв, создали эту форму жизни, напоминающую комок желе серо-бежевого цвета, для создания новых и эффективных препаратов против рака, СПИДа и туберкулеза. Естественно, они решили не останавливаться на этом, а создать гибрид на основе человеческой ДНК, так как такое существо будет гораздо эффективнее в плане медицины для человека. Эксперимент предсказуемо вырвался из-под контроля и произвел опасное существо на свет, имя которой – Дрен, и она – самка. Издалека Дрен напоминает человека с крыльями летучей мыши, жабрами рыбы, жалом насекомых на хвосте и довольно высоким уровнем интеллекта без выраженной речи. Проблем с этой искусственно созданной химерой возникло немало.
Давайте же мы поговорим о том, насколько вероятно в нынешних условиях синтезировать, или грубо говоря, создать новую форму жизни – химеру.

Эльза кормит еще маленькую химеру.

Создать такую химеру, которую мы видели в фильме – невозможно. Самая первая причина – это ДНК и пробелы в знаниях о ее функционировании. Несмотря на громадное количество лабораторий, изучающих генетику различных организмов, ДНК до сих пор во многих аспектах остается неизученной. Нам известно строение хромосом, как происходит синтез белка, мы научились клонировать отдельные гены и проводить немало разнообразных манипуляций, разрезая и сшивая фрагменты ДНК. Но многое до сих пор остается загадкой: взаимодействие генов с окружающей средой, регуляция и синхронизация работы целого организма, возникновение спонтанных мутаций. Так вот, регуляция активности или неактивности большинства генов пока находится за гранью понимания человеческих ученых. Довольно сложно конкретно сказать, какой именно фактор влияет на развитие, допустим, диабета. Или какие изменения в окружающей среде привели к возникновению мутации, в результате которой у человека выросла третья грудь (наиболее достоверная причина – это радиация, но также может повлиять и химические токсины, тяжелые металлы, мутагены, ультрафиолетовый свет или заражение вирусами во время беременности). То есть ученые на данный момент не могут с полной уверенностью сказать, как регулируются большинство генов на уровне целого организма. А значит, также невозможно самостоятельно расположить гены без учета их регуляторных элементов (определенных молекул или последовательностей нуклеотидов, которые регулирут, например, количество вырабатываемого белка). Неизвестно, как эти молекулы будут взаимодействовать друг с другом, функционировать внутри организма, создавая жизнь. А неизвестный результат нагоняет страху. В науке нельзя просто положиться на удачу по принципу “мы соединим гены, а укладываются пусть они случайно”. Такой результат довольно сложно проанализировать, с ним тяжело работать – случайность расположения отменяет закономерность системы и делает невозможным улучшение этой же системы.

К тому же, у любого организма есть четкая система построения генов. Гены расположены в определенном порядке, а если они и меняют свое расположение в хромосомах – то вызывают мутации и изменения в метаболизме. Даже если хромосомы и искусственно синтезированы, то признаки не могут быть раскиданы как попадется в любую хромосому. Должны учитываться также и регуляторные элементы, обычно удаленные на четко установленное расстояние. Без активности регуляторных элементов гены могут вырваться из-под контроля и захватить власть над организмом (генная революция!!!). Без определенного набора некодируемых частей генома (таких, которые не образуют белок) нет образования новых генов: им просто неоткуда теперь браться. С одной стороны это хорошо: нет источника новых генов – меньше мутаций – нет опухолей – нет отклонений в развитии – нет изменений. С другой стороны, если условия окружающей среды изменятся – то и организм моментально погибнет без возможности приспособления.
У Дрен в фильме менялись условия окружающей среды. Сначала она росла в теплом месте, в лаборатории, но потом супруги перевезли ее в заброшенный огромный и холодный особняк. У Дрен не было волосяного покрова на коже, а значит она должна была жутко мерзнуть. Но она быстро приспособилась, хотя должна была погибнуть.

Следующий момент – строение тела Дрен. В фильме химера выглядит как нагромождение разнообразных признаков, взятых у разных животных: жабры рыбы и легкие млекопитающих, крылья летучей мыши и вертикальное передвижение, жало насекомых на конце у длинного хвоста как у крысы. Возникает вопрос: как должна регулироваться вся эта сложная и взаимозаменяющая система? Жабры и легкие выполняют одинаковую функцию – они доставляют кислород в тело организма для получения энергии. Это две конкурирующие между собой системы – иметь в организме обе энергетически невыгодно. Нужно моментально учитывать условия окружающей среды. У этой системы теоретически нет никакого порядка. Вторая причина – это наличие признаков, свойственные эволюционно далеким видам. Жало на конце брюшка есть у насекомых, хвост имеется у позвоночных. Функция хвоста – следить за равновесием организма, функция жала – отпугнуть хищника или обезоружить жертву. Жало на хвосте будет препятствовать хорошей координации животного. Нужно одновременно и координировать, и прицеливаться в жертву. Одним органом это сделать невозможно.
К тому же, у химеры довольно слабые стопы. Они не могут удерживать вес ее тела и помогать хвосту с равновесием. У Дрен мы видим крылья, которые укладываются внутрь спины. ТАМ РЕАЛЬНО НЕТ МЕСТА. У химеры в области живота и груди должны помещаться и легкие, и жабры, и огромные крылья, и желудок, способный переваривать сырое мясо, и куча мышц. Физиологически по размерам Дрен должна превосходить те, которые мы видим на экране.

В тело Дрен не может вместиться столько органов, сколько мы видим в фильме.

В целом, можно сделать вывод, что химеру, которую мы видим на экране фильма в данный момент невозможно создать. Однако, можно увеличить ее размер, подкорректировать строение тела, добавить мозг побольше для улучшения регуляции функций организма, раскрыть некоторые тайны генетики – и вуаля, можно тысячами синтезировать химер для различных нужд человечества. Например, чтобы сначала осеменить ее, а она бы потом осеменила вашу жену.