О.В. ДЕГТЯРЕНКО,
учитель биологии Горнозаводской СШ №8,
Ставропольского край

Создаст ли наука совершенное общество?

Урок в форме «круглого стола»

Цель урока: ознакомление учащихся с достижениями в области клонирования животных, перспективами развития генной инженерии человека, воспитание терпимости к чужим мнениям, развитие любознательности, расширение кругозора.

Участники «круглого стола»

Биолог.
Журналист.
Медик.
Священник.
Социолог.
Генетик.

Журналист. Представьте себе такую сцену из недалекого будущего. 2050 год. Мелисса в Центре по вопросам деторождения пристально смотрит на экран компьютера. Она очень внимательна, ведь выбор ребенка – серьезный вопрос, который нельзя решать второпях. На экране – улыбающаяся девочка-подросток, которую Мелисса и ее муж, Кертис, уже назвали Алисой. Комментарий под изображением подробно описывает, какие физические и умственные способности будут у Алисы.
Алиса еще не родилась. Будущий подросток пока еще эмбрион, который вместе с десятками других эмбрионов хранится в соседнем помещении при температуре –200 °С. Генетические характеристики каждого эмбриона установлены и введены в компьютер, чтобы помочь родителям выбрать тот, который будет имплантирован в организм будущей матери.
Так как Мелисса и Кертис хотели девочку, эмбрионы мальчиков автоматически исключались. После Алисы будущие родители знакомятся со сведениями о здоровье, внешности и характере детей, которые могли бы развиться из остальных эмбрионов. Наконец Мелисса и Кертис делают свой выбор. Через девять месяцев у них родится выбранная ими дочь – настоящая, живая, Алиса.
Это краткое содержание рассказа, написанного Ли Сильвером, профессором молекулярной биологии из Принстон-ского университета. Так он представляет будущее через несколько десятков лет. Прогнозы Сильвера основываются на данных реальных исследований. Прошло более 20 лет с тех пор, как родился первый «ребенок из пробирки» – Луиза Браун. Сейчас эмбрионы человека уже можно проверить на наличие определенных генетических отклонений.
Может быть, имя Алиса не случайно используется доктором Сильвером в его рассказе – оно вызывает в памяти сказку «Алиса в стране чудес». Будущее, которого ждут многие, действительно может быть похоже на страну чудес.

Генетик. Было бы прекрасно увидеть мир, в котором люди не страдают от болезней, где нет инвалидов! Для того чтобы такое будущее стало возможным, необходимы существенные изменения самого человечества. Идеи об улучшении рода человеческого не новы. Приблизительно 2300 лет назад греческий философ Платон писал: «Лучшее, что присуще обоим полам, следует соединять как можно чаще, а худшее – как можно реже». Но серьезные попытки улучшить человеческую расу стали предприниматься лишь в XX в. Это направление в науке получило название евгеника.
Термин «евгеника» был предложен в 1883 г. сэром Фрэнсисом Гальтоном, британским ученым, родственником Ч.Дарвина. Слово «евгеника» происходит от греческого слова, означающего «хорошая порода» или «благородное происхождение». Гальтон знал, что различным растениям и животным можно придать определенные желаемые качества при помощи селективного размножения, т.е. специально подбираемых пар. Почему бы не использовать подобный подход для улучшения человеческого рода? Гальтон верил, что это возможно. Размышления привели его к следующему выводу: если хотя бы часть средств и усилий, которые пошли на улучшение породы лошадей и крупного рогатого скота, была бы потрачена на «улучшение рода человеческого», то появилась бы «целая плеяда гениев».
Под влиянием работ Дарвина Гальтон пришел к заключению, что настало время, когда людям нужно взять под контроль свою собственную эволюцию. В начале XX в. идеи Гальтона снискали большую популярность среди политиков, ученых и философов. Глава одной могущественной страны писал: «Общество не должно позволять дегенератам производить себе подобных. Если бы какие-то фермеры увеличивали поголовье своего скота за счет разведения худших особей стада, а лучшим бы не давали размножаться, то их следовало бы отправить в сумасшедший дом. В один прекрасный день мы поймем, что важнейший долг добропорядочного гражданина подходящего типа заключается в продолжении своего рода и что мы не вправе позволять гражданам нежелательного типа оставлять после себя потомство». Эти слова принадлежат 26-му президенту США Теодору Рузвельту.
Часто на ярмарках и выставках, проходивших в начале XX в. в Великобритании и Америке, демонстрировали действие законов наследственности на таком наглядном примере. В вертикальной витрине был расположен ряд чучел морских свинок, так чтобы можно было проследить наследование окраски шерсти у этих животных из поколения в поколение. Цель таких демонстраций декларировалась в сопроводительных текстах. В одном из них было сказано: «Слабоумие, эпилепсия, склонность к совершению преступлений, душевные болезни, алкоголизм, бедность и многие другие нездоровые отклонения, характерные для некоторых семей, передаются по наследству точно так же, как цвет шерсти у морских свинок». Другая афиша содержала вопрос: «Как долго мы, американцы, будем уделять столько внимания разведению породистых свиней, кур и крупного рогатого скота, оставляя при этом на волю случая родословную наших детей?»

Медик. Эти идеи не остались лишь абстрактной теорией. В нацистской Германии десятки тысяч людей «нежелательного типа» подверглись стерилизации. Разумеется, толкование того, кто является желательным, а кто нет, целиком зависело от взглядов принимавших решение людей. В своих чудовищных попытках вывести идеальную расу людей нацистская Германия шагнула запредельно далеко. После насильственной стерилизации 225 тыс. человек нацисты во имя воплощения идей евгеники уничтожили миллионы «неполноценных» людей – евреев, цыган, славян всех национальностей, инвалидов и других.
Варварства эпохи нацизма стали причиной отрицания евгеники как науки, и многие надеялись, что этой дисциплине пришел конец вместе с гибелью миллионов людей, ставших объектами ее экспериментов. Однако в 1970-е гг. возникло новое научное направление – молекулярная биология, возродившая опасения, что идеи, которые в первой половине XX в. получили такое чудовищное воплощение, могут вернуться. В 1977 г. в США на симпозиуме, организованном Национальной Академией наук и посвященном рекомбинантной ДНК, один известный биолог предупреждал своих коллег: «Эти исследования еще на один шаг приближают нас к генной инженерии людей. Именно генная инженерия занимается решением вопроса, как сделать так, чтобы у нас рождались идеальные дети... В последний раз у идеальных детей были светлые волосы, голубые глаза и арийские гены».
Сегодня многие считают нелепым сравнивать достижения генной инженерии с евгенической программой Гитлера. Шестьдесят лет назад выдвигались идеи создать высшую расу. Сегодня говорят об улучшении здоровья людей и качества жизни.

Журналист. Нужны ли методы искусственного воспроизводства людей? Как они могут повлиять на решение современных проблем? И вообще, можно ли создать совершенное общество? Нам необходимо представить достаточно полную картину всех последствий вмешательства в генетику человека – от ярких и оптимистичных до черных и трагических. Сегодня, я думаю, все понимают, что бессмысленно что-либо запрещать или, наоборот, навязывать людям, но необходимо ясное понимание того, что за каждое научно-техническое вмешательство в природные процессы придется платить. Чтобы не оказаться банкротами, мы должны правильно оценивать стоимость такого вмешательства.

Социолог. Нам необходимо более четко сформулировать проблему. Ведь обсуждаемый вопрос возник давно. В 1960-е гг. уже велась подобная дискуссия, когда итальянский ученый Петруччи вырастил до 2-месячного возраста человеческий эмбрион вне живого организма в искусственно созданной «колыбели», где обеспечивались условия для его развития. Многие тогда высказывались против подобных экспериментов. Насколько мне известно, эти эксперименты осудила церковь, но, тем не менее, они продолжались, пока не зашли в тупик. Не удалось преодолеть двухмесячный рубеж развития эмбриона вне организма женщины. И это объяснимо: в столь сложном процессе, как эмбриогенез, биологи не все понимают, осталось много белых пятен. Таким образом, существенную роль сыграл не запрет, а отсутствие знаний.

Развитие зародыша.

1 – один из сперматозоидов проникает в яйцеклетку; 2 – двое суток спустя развивается группа из восьми клеток; 3 – на двенадцатый день эта группа закрепляется на стенке матки; 4 – в возрасте четырех недель обозначаются будущие голова и тело; 5 – в течение пятой недели формируются лицо и руки зародыша; 6 – через двенадцать недель крошечное существо сформировалось; 7 – четвертый месяц: длина зародыша составляет 16 см, и он может двигаться; 8 – на седьмом месяце ребенок такой большой, что ему становится тесно в матке

Медик. Ученые высказывают мнение, что после расшифровки генома анализ полученной информация будет продолжаться в течение нескольких лет. Это позволит использовать полученные данные как в исследованиях по биологии человека, так и при разработке новых способов лечения.
Фармацевты ожидают, что исследования в области молекулярной генетики приведут к созданию нового поколения без-опасных и действенных препаратов для профилактического и планового лечения. С другой стороны, могут быть созданы технологии, позволяющие устанавливать генетические особенности пациента для того, чтобы заранее определить, какое лекарство ему подойдет лучше всего.

Социолог. Существует мнение, что достижения, о которых вы говорите, могут быть полезны не только в медицине, но и для решения некоторых социальных проблем. После окончания Второй мировой войны и вплоть до 1990-х гг. бытовало мнение, что социальные проблемы можно решить, преобразовав экономику, структуру общества и улучшив условия жизни людей. Однако позже стало ясно, что социальные проблемы мало связаны с уровнем экономического развития. Поэтому возникло предположение, что поведение как отдельных индивидуумов, так и групп людей во многом зависит от генетических особенностей.

Биолог. Организм человека состоит приблизительно из 100 трлн клеток. В клеточном ядре человека находятся 46 хромосом, содержащих двуспиральные молекулы ДНК, в которых закодировано примерно 80 тыс. генов. Гены определяют особенности нашего организма: развитие в утробе матери и после рождения, пол, умственные и физические данные.
Почти 10 лет назад мировая наука поставила перед собой сложную задачу установить точную последовательность нуклеотидов в ДНК человека. Эти работы велись в рамках проекта «Геном человека». По мере его выполнения были сделаны важные открытия. Например, точно установлено, что большая часть ДНК не несет информации о генах, однако роль этой части пока не ясна. Говоря о достигнутых успехах, часто упускают из виду, что собранная информация нуждается в анализе и грамотном толковании. Для анализа генома человека потребуются новые технические средства. Генетик Эрик Ландер наглядно пояснил суть проблемы: «Это как список деталей Боинга–777, состоящего из 100 000 частей. Если я вам дам весь список этих деталей, то не думаю, что вы сможете собрать самолет и, тем более, понять, почему он летает». А биологическая информация неизмеримо сложнее.

М.Уэст из компании АСТ, первой опубликовавшей снимок эмбриона человеческого клона

Генетик. Ученые надеются, что со временем они смогут внедрять искусственные гены в хромосомы эмбриона человека, чтобы вылечить его от таких заболеваний, как болезнь Паркинсона, СПИД, диабет и т.д. Существует также перспектива создания лекарств для улучшения памяти, повышения уровня интеллекта.

Журналист. В науке уже известны примеры появления животных с заранее известными признаками и свойствами. В 1997 г. об овечке Долли писали в газетах и журналах всего мира. Чем примечательна Долли? Это первое млекопитающее, полученное путем успешного клонирования из взрослой клетки, взятой из молочной железы овцы. Долли стала молодым «близнецом» овцы, из которой была взята клетка. До появления Долли специалисты десятками лет выращивали животных из эмбриональных клеток. Очень немногие считали, что клетку взрослого млекопитающего можно перепрограммировать для создания точной генетической копии животного.
Ученые, создавшие Долли, разрабатывали новый подход для улучшения пород сельскохозяйственных животных, создания таких линий животных, которых можно использовать для производства ценных фармацевтических препаратов.

Социолог. С момента появления на свет Долли ученые клонировали десятки животных. Можно ли использовать те же технологии для клонирования людей?

Звери по заказу:
1– в ДНК свиньи встроен ген медузы;
2 – первенец овечки Долли,
3 – клонированные животные обычно рождаются с большим весом

Биолог. «Да», – говорят некоторые биологи. Ян Вильмунт, британский ученый, возглавивший группу специалистов, которая создала Долли, отмечает, что в настоящее время репродуктивное клонирование человека является «очень неэффективным методом». Вероятность благополучного рождения клонированного ребенка чрезвычайно мала. Из сотен пересаженных приемным матерям неполовых эмбрионов рождается не более 1,2% животных, значительная часть которых вскоре погибает. Неясно и то, полноценны ли все гены той клетки, которая используется для зачатия. Если подойти к рассматриваемому вопросу абстрактно, то рождение одной генетической копии человека обернулось бы на сегодняшний день неудачной беременностью приблизительно для 300 женщин, да и тот, единственный, который мог бы родиться, не был бы гарантирован от уродств.

Священник. Церковь решительно выступает против таких экспериментов, призывает ученых отказаться от дальнейших разработок в этом направлении, от самой постановки проблемы – возможности воспроизвести высшее деяние Бога – сотворение человека, каким-то иным путем, помимо того, который дан им и существует со времен Адама и Евы. Человек потому и человек, что он сотворен по подобию Божиему. Помимо тела человек имеет душу, которую невозможно клонировать, а люди без души – это големы. Церковь не может запретить или разрешить, она обязана предостеречь, и она предостерегает.

Социолог. Святой отец правильно поставил вопрос о том, что помимо научной и технологической сторон этой проблемы существует нравственная сторона, однако жизнь многогранна и далеко не всегда вписывается в догмы религий и законов нравственности. Вот недавний пример: шумный судебный процесс над «врачом-убийцей» в США. Для спасения семилетнего мальчика нужна была почка. Родители готовы были пойти на любую жертву, предлагали свои почки. Но врач им сказал, что для полного успеха операции, чтобы не было отторжения пересаженного органа, нужна почка родственного и растущего организма. Тогда родители мальчика по договоренности с врачом решили зачать ребенка-донора. В необходимый срок были вызваны преждевременные роды, и у недоношенного плода изъяли почку. Плод погиб, но семилетний мальчик был спасен. О тайной операции узнали, и информация попала в газеты. Врач, сделавший операцию, предстал перед судом, так как разрушение плода старше 12 недель считается убийством. Судебный процесс длился долго, но в конце концов врача оправдали.

Журналист. Каков же вывод? Допустимо ли выращивать эмбрионы, чтобы потом их разбирать на запасные части для живущих, но обделенных здоровьем людей?

Социолог. Решая проблему допустимости спасения жизни одного человека за счет другого, даже эмбриона или тяжелобольного, мы должны исходить из нравственного и юридического принципа равноценности и равноправия между людьми. Однако для закрепления этого очевидного тезиса в законодательстве требуется определение таких сложных категорий, как «жизнь», «личность», «эксперимент». Очевидно, что один из важнейших, а возможно и главный, критерий – это наличие добровольного согласия лица на проводимое над ним исследование и безусловное запрещение таких операций, которые могут причинить вред личности.

Биолог. Необходимо упомянуть об альтернативном направлении исследований, успешность которых может привести к резкому снижению потребности в донорских органах. В по-следние годы биологи выяснили, что наряду с делящимися клетками разных тканей существуют так называемые стволовые клетки, которые в принципе можно выделить и, размножив, получить отдельные типы (клоны) клеток: клетки крови, мышц, мозга и т.п. Этими здоровыми развивающимися клетками можно заменить дефектные клетки у страдающих тем или иным недугом. Таким образом, вместо пересадки целых органов – сердца, легких, печени, почек – можно будет перейти к пересадке в больную ткань здоровых стволовых клеток клонов. Такая заместительная клеточная терапия значительно дешевле и позволяет преодолеть иммунное отторжение, наблюдаемое в случае пересадки органов чужого организма. Кроме того, пересадочный материал можно долго хранить в замороженном состоянии и без особых проблем транспортировать.

Медик. Есть еще несколько проблем, вызывающих беспокойство. В процессе использования метода «ребенок из пробирки» можно регулировать пол ребенка, который определяется половой Y-хромосомой сперматозоида. С одной стороны, это явное достоинство метода, т.к. можно устранять риск наследственных заболеваний, передающихся или по мужской, или по женской линии. Но с другой стороны, не приведет ли умение управлять полом ребенка к социальным перекосам в структуре общества?

Биолог. Замечу, что в ближайшее время могут открыться дополнительные возможности управления полом ребенка, основанные на достижениях молекулярной генетики.

Социолог. В этом, конечно, есть определенная социальная опасность. Как показали исследования, до 65% опрошенных заявили, что, имея право выбора пола ребенка, они бы предпочли иметь мальчика. Демографический перекос в распределении полов может привести к негативным последствиям, которые пока трудно оценить.

Журналист. Как известно (и это широко используется в сельском хозяйстве), сперму и даже яйцеклетки можно заморозить, создав тем самым генетический банк. У животных таким образом отбираются особи с необходимыми свойствами. Уже сегодня, насколько мне известно, можно произвести на свет ребенка, чьи родители давным-давно умерли. Почему бы не создать банк геномов гениальных личностей, чтобы воспроизводить новых Моцартов, Рембрандтов, Высоцких, Эйнштейнов и т.д.?

Генетик. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо хотя бы вкратце остановиться на нерешенной проблеме: что такое способности? Являются ли они только генетически обусловленными, врожденными, или приобретаются в ходе индивидуального развития? Генотип определяет образование мозговых структур, т.е. той системы, с которой принято связывать способности и интеллект.
Он не содержит в себе специальных генов музыкальной, художественной или исследовательской одаренности. По крайней мере сегодня такими данными наука не располагает. Если бы все было так просто и талант или гениальность были закодированы в генах, то в соответствии со вторым законом Менделя они обязательно должны были бы проявляться у потомков если не в первом, то во втором поколениях и наследоваться далее. Но опыт показывает, что это не так. Вероятно, гением можно родиться, но проявится гениальность только при удачном стечении обстоятельств. Родители любого ребенка должны быть генетически здоровыми, обладающими культурой и осознающими ответственность за судьбу и воспитание ребенка еще до его рождения. Существует и такая точка зрения, что гениальность – это не норма, а отклонение!

Журналист. Я хотел бы задать последний вопрос: не перейдет ли со временем человечество на «индустриальное» производство детей? Возможно ли в принципе нечто подобное для таких сложноорганизованных существ, как человек?

Однояйцевые тройняшки

Социолог. Я думаю, что такие опасения преждевременны. Ведь для развития нормального ребенка в искусственной среде нужна модель всех процессов, происходящих в организме беременной женщины.

Медик. Опыт создания искусственных органов – сердца, легкого, почки – показал, насколько они несовершенны. В нашем случае мы имем дело не с протезами – заменителями материнских органов, а с моделированием среды, которая должна меняться постоянно и согласованно с развитием эмбриона. Рассогласование этих двух пока не изученных процессов неизбежно будет приводить к уродствам или гибели плода.

Биолог. Здесь мы сталкиваемся с проблемами трех уровней. Первый связан с недостаточностью наших знаний, второй – с экономическими соображениями, а третий включает во-просы принципиального характера.
Главный вопрос из первой группы проблем – как записанная одномерным кодом на ДНК генетическая информация пред-определяет создание трехмерного организма? Понимание процессов превращения оплодотворенной яйцеклетки в зрелый организм, несмотря на многолетнюю историю наблюдений, имеет больше вопросов, чем ответов. Необходимо разобраться не только в механизмах деления клеток, их подвижности, прикреплении (адгезии) друг к другу, дифференцировке на различные типы и, наконец, отбраковки и гибели. Для понимания биологического механизма формообразования необходимо выяснить все первичные процессы клеточной биологии – от синтеза простых и сложных молекул до их самосборки в клеточные структуры и регуляции их функционирования.
Подмечено, что в развитии плода особую роль играет так называемая эмбриональная индукция, или влияние микроокружения на дифференцировку клеток. Под влиянием индукции с самых ранних этапов формирования зародыша происходит разделение клеток по типам – слоям (эктодерма, мезодерма, энтодерма), каждый из которых является основой для формирования соответствующей группы органов: нервной системы, кожи, легких, кишечника, костей и т.д.
Этот процесс можно сравнить, например, с формированием русла горного потока. Представим себе, что на пути текущего со склона потока оказывается валун, температура которого ниже точки замерзания воды. Вначале камень мало влияет на течение воды, и она движется в единственном русле. Однако по мере намерзания льда на камень глыба увеличивается, выступает из воды и наконец внезапно превращается в барьер, который делит ручей надвое, создавая таким образом новую форму. Обледенение камня влияет на все последующие изменения течения реки. Два ее потока начинают ветвиться возле нижележащих препятствий, появляются новые русла, и у подножия горы формируется запутанная сеть, которая, тем не менее, будет иметь вполне определенный рисунок, если на нее взглянуть сверху.
Обледенение можно уподобить прикреплению клеток друг к другу за счет адгезии молекул, находящихся на поверхности. Полное замораживание потока соответствует прочному связыванию клеток в органе. Чтобы возникла структура, необходимо выполнение по крайней мере четырех условий. Должно произойти перемещение молекул и затем клеток в пространстве, чтобы запустить динамическую самоорганизацию. Кроме того, требуется некоторый минимум начальных условий для образования структур, в нашем примере – необходимо появление на пути потока валуна. Наконец, должен быть определен набор клеток с различными свойствами их поверхностей для взаимного прикрепления.
Как было показано на расчетных моделях, первых трех условий недостаточно. Чтобы обеспечить сложное построение живого организма, состав потока из различных синтезируемых клеток должен изменяться во времени. В каждой клетке программа синтеза дочерних клеток должна отслеживать ситуацию и при достижении критических условий переключаться на синтез клеток с измененными свойствами поверхности. Другими словами, должна существовать (и она существует) обратная связь от внешних условий к внутреннему механизму синтеза. Этот цикл называют эмбриональной индукцией – влиянием микроокружения на дифференцировку клетки. Это четвертое условие является ключевым в механизме образования и развития эмбриона. Здесь содержится ответ на вопрос, почему попытка Петруччи вырастить плод человека вне организма матери окончилась неудачей.
Исследования последних лет показали, что от зачатия до формирования ребенка вся цепь событий находится под контролем непрерывных взаимодействий организма матери и плода. Приведу такой пример. Процесс овладения языком начинается задолго до того, как родители отпразднуют первый день рождения ребенка, а завершается у большинства детей примерно к трем годам без формального обучения. В основе этого процесса лежат механизмы изменения ритмической подвижности тканей и органов у плода, находящегося в утробе матери, а затем у родившегося ребенка, и синхронизации ритмов под влиянием речи матери, а затем окружающих людей. В экспериментах в качестве индикатора реакции на речь использовали регистрацию изменений сердцебиений плода и сосательных движений младенца и убедительно доказали, что даже процесс приобретения языковых навыков контролируется сформировавшимися в процессе эволюции регуляторными механизмами эмбрионального развития. Смоделировать эти цепи событий на другой основе означало бы создать целый новый искусственный мир.

Генетик. Мне хочется предупредить, что под рубрикой «научная сенсация» к сожалению, довольно часто печатают явную фальсификацию. Так, газета «Сан» сообщила, что японским ученым удалось осуществить клонирование человека: вымышленный ученый Митсуо Амикадо, руководитель токийской засекреченной лаборатории по клонированию человека, произвел из собственной клетки свою точную копию.
Человеческий фантазии нет предела. Одни предлагают создавать гениев, а другие – тиранов или злодеев. В США выпущен кинофильм, описывающий судьбу двух молодых людей – генетических копий Гитлера... Несомненно одно: открытие английских ученых – новая веха в развитии биологии.

Священник. Рожденный от плоти есть плоть, рожденный от духа есть дух, а рожденный от машины будет машина. Человечество не пострадает, если людей будет меньше, но оно погибнет, если слишком будет полагаться на технику.