Американская корпорация Ginkgo BioWorks намерена обогатить мир миллионом искусственных химер, созданных при помощи живого конструктора "Лего".
— Я точно знаю, что следующая Нобелевская премия будет нашей! — с ходу заявляет директор корпорации Ginkgo BioWorks Решма Шетти.— Жаль, что мы объявили о нашем открытии позже официального срока подачи заявок на премию, а то мы бы и в этом году получили Нобелевку!
Торжество Решма Шетти можно понять — еще год назад она была никому не известной аспиранткой в Массачусетском технологическом институте (MIT), а сегодня название ее корпорации Ginkgo не сходит со страниц всех научных журналов мира.
Впрочем, корпорация — это громко сказано. На самом деле Ginkgo BioWorks — это четыре бывших студента Массачусетского технологического: Джейсон Келли, Остин Че, Барри Кантон и сама Решма. Плюс генеральный директор, профессор кибернетики и микробиологии Томас Найт, их бывший преподаватель и, собственно, главный отец — основатель компании. Пять лет назад он собрал группу студентов, желающих заняться самостоятельными исследованиями, и предложил им проверить свою научную теорию. Вскоре выяснилось, что для экспериментов лаборатории института становятся тесноваты, да и оборудования нужного не хватает. И тогда профессор Найт решил поставить все на серьезные коммерческие рельсы. Вместе со студентами он организовал компанию Ginkgo и получил в городском совете Бостона первый грант на исследования — чек на 150 тысяч долларов. На эти деньги ребята сняли пустующий склад в Boston Waterfront — Морском индустриальном парке Бостона и купили свой первый микроскоп.
На том же самом складе среди лабиринта сухих доков, пирамид из огромных железных контейнеров и непонятных цистерн Ginkgo BioWorks базируется и сегодня. И переезжать отсюда ученые и не думают — привыкли, видите ли, гулять по пирсу на свежем морском бризе, любуясь силуэтами ржавых сухогрузов. Хотя, как говорит профессор Томас Найт, совсем скоро заработанных денег уже вполне хватит на то, чтобы ребята смогли купить себе фешенебельный круизный лайнер Crystal Symphony, который пару недель назад бросил якорь возле их гавани.
Что же такого совершили эти будущие мультимиллиардеры от биологии? Ответ прост: переворот в генной инженерии, сравнимый с тем переворотом, который совершил Генри Форд в автомобилестроении.
— Сейчас ситуация в сфере биологического инжиниринга напоминает зарю автомобилестроения,— объясняет Решма Шетти.— Как делались автомобили раньше? Горстка мастеров вручную вытачивала оригинальные детали и вручную же собирала оригинальный автомобиль, который существовал в единичном экземпляре. Но потом пришел Генри Форд и придумал стандартизированные детали и конвейерное производство. Примерно на таком же уровне сейчас находятся и биотехнологии — каждая исследовательская группа сидит и вручную выделяет новые генетические последовательности, необходимые для научных экспериментов, например для внедрения в ДНК бактерий, которые затем будут производить нужные для последующих экспериментов белки или иные соединения. На подобные достаточно рутинные процедуры уходят годы работы, в итоге огромное количество как фундаментальных, так и чисто прикладных исследований стоят без движения. Но мы придумали способ упрощения всех этих процедур, создав конструктор с набором базовых "биологических кирпичиков" в виде цепочек из нескольких генов. Манипулируя этими "биокирпичиками", исследователи смогут менять структуру ДНК клеток нужным им образом, и в итоге процесс создания новых молекулярных структур будет занимать не больше времени, чем, скажем, выпечка хлеба в домашней хлебопечке.
— Что именно стало толчком для вашей работы?
— Еще в 2001 году профессор Томас Найт задумался о стандартизации многих операций при подготовке ряда экспериментов в области молекулярной биологии. Итогом его двухлетней работы стала технология стандартизованного сшивания блоков ДНК, которые мы и назвали "биокирпичами". Каждый такой "кирпичик" состоит из набора генов, отвечающих за синтез определенного белка. С обеих сторон "кирпичики" снабжены специальными молекулами-коннекторами, которые позволяют легко соединять их между собой — примерно, как в детском конструкторе "Лего".
Тут стоит заметить, что профессор Томас Найт с его фирменной "академической" белой бородой до середины груди давно уже является культовым персонажем Массачусетского технологического института. Свою карьеру он начинал в начале 60-х в лаборатории искусственного интеллекта при MIT, и за свои изобретения получил более 30 патентов. В частности, именно он придумал "технологию масштабирования", которая сегодня применяется во всех бытовых компьютерах. В начале 90-х ушел с головой в молекулярную биологию — дескать, создание искусственного интеллекта невозможно без синтеза электронных технологий и биологии. В итоге стал одним из создателей нового научного направления — синтетической биологии. "Отличие синтетической биологии от классической генной инженерии в том, что в этом случае часть генов создается заново, а не просто переносится от одного организма к другому,— поясняет в своих статьях сам профессор Найт.— То есть речь идет не о внесении поправок в то, что уже создано природой — когда, например, у бактерии брали ген и вставляли его в геном кукурузы или свиньи, — а о создании уникального организма, не имеющего предков на Земле". Хотя синтетическим биологам так пока и не удалось создать полностью новый самовоспроизводящийся организм, они отработали методику расчленения ДНК на составные фрагменты, а эта методика и легла в основу конструктора от Ginkgo BioWorks, содержащего более 140 таких элементарных "кирпичиков". Зная заранее характеристики этих кирпичиков, ученый может произвольно соединять их, программируя свойства будущего микроорганизма.
— Вряд ли можно сказать, что мы покушаемся на монополию природы на созидание жизни,— говорит Решма Шетти.— По сути, это метод быстрого прототипирования в биологии, то есть технология создания опытных образцов или работающей модели биологической системы для проверки ее возможных качеств. Например, если раньше ученый должен был потратить более трех лет работы на изучение всех геномных последовательностей только для того, чтобы понять, можно ли в принципе изменить растение таким образом, чтобы оно, допустим, меняло цвет в присутствии тротила, то теперь он может перебрать все возможные варианты всего за месяц. По сути, мы возвращаем генной инженерии ее статус, превращая ее из искусства исследователей-одиночек в строгую научную дисциплину, где можно стандартизировать методы, чтобы у ученых появилась возможность тратить больше времени на размышления о новых свойствах организма, а не на тяжелую работу по производству нужных фрагменты ДНК.
Стоимость самого простого набора конструктора BioBrick Assembly Kit составляет всего 235 долларов США — сущая мелочь для десятков тысяч потенциальных покупателей: промышленных химических и фармацевтических компаний. Сегодня биотехнологии стали одной из самых многообещающих отраслей инновационной экономики, нацеленной на множество практических секторов — от получения биотоплива до промышленного производства новых лекарств. Скоро биотехнологогии помогут людям вообще обойтись без традиционной химии — генетически модифицированные микробы смогут создавать любое другое химическое вещество или полимер для производства пластмасс, натуральное дерево или шелк, и все это будет обходиться в несколько раз дешевле, чем сейчас.
Столь же доходным бизнесом становится и создание материалов для генетических экспериментов. К примеру, в прошлом году корпорация Sigma-Aldrich, занимавшаяся распространением по всему миру химических реагентов, заявила о расширении бизнеса — теперь в ее каталогах будут числиться генномодифицированные лабораторные крысы, на которых сотрудники компании заранее смоделировали определенные человеческие заболевания. В частности, на рынок выйдут грызуны со стертыми генами ApoE1 (то есть предрасположенные к атеросклерозу и болезни Альцгеймера). Каждая пара таких животных обойдется в 80 тысяч долларов, то есть в два раза дешевле, чем если бы научные институты решили вырастить их самостоятельно. Прибавьте сюда и экономию времени.
Еще можно вспомнить Synthetic Genomics — новую компанию известного микробиолога Крейга Вентера, созданную специально для разработки искусственных организмов, которые станут генетической основой для новых живых систем. Впрочем, справедливости ради стоит отметить, что пример того же Вентера доказывает, что разбогатеть на биотехнологиях получается далеко не всегда. Вентер прославился несколько лет назад, когда ему удалось расшифровать человеческий геном — собственную ДНК. По итогам исследований была создана компания Celera Genomics, при которой планировалось создать онлайновую генетическую базу с платным доступом. Коллег-генетиков эта идея возмутила, и все отказались платить за доступ в базу. В итоге компания прогорела, и акционеры Celera Genomics уволили Вентера из собственной компании.
Словом, Решма Шетти уверена, что если не Нобелевскую премию, то хотя бы миллионы долларов она точно заработает. Ну, или славу среди коллег.