Еще очевиднее была эта трудность в последующих публикациях мировой прессы. Большинство откликов было очень положительными – или даже слишком положительными. Один профессор заявил, что я «со скрипом отворил самую важную дверь в человеческой истории», и добавил, что я «собираюсь играть роль Бога»{161}. Некоторые сообщения были более трезвыми и квалифицированными. ВВС назвала это несколько заезженным словом «прорыв», а Time поместил это событие среди самых важных медицинских достижений 2010 года. The New York Times цитировал исследователей, которые думали, что мы достигли технического tour de force[24], если не настоящего прорыва. Судя по книге Филипа Ф. Шеве «Гений-вольнодумец» – биографии Фримэна Дайсона, известного физика, профессора Института перспективных исследований в Принстоне, – на биологов в целом наша работа произвела глубокое впечатление. Там же приведены слова самого Дайсона, что мой эксперимент был топорной, но «важной работой, так как это был большой шаг к созданию новых форм жизни»{162}. Затем, как и следовало ожидать, зазвучали дежурные опасения каких-то зеленых экстремистов{163} и обычный сенсационный тон британских таблоидов{164}. Один из них прямо спрашивал про нашу клетку: «Может ли она истребить человечество?»{165}
Наиболее существенная критика касалась истинного значения создания клетки, управляемой программой ДНК. Можно ли ее считать синтетической жизнью? Некоторые резонно указывали, что наш синтетический геном был основан на существующем геноме и, имея естественного предшественника – M. mycoides, не может считаться по-настоящему синтетическим. Но, как писал Шеве, находились и биологи, которые были абсолютно уверены, что мы не создали синтетическую жизнь, потому что использовали природную клетку-реципиент. Они считали, что это слово надо приберечь до создания живого существа «с нуля». И конечно, Комиссия по биоэтике при президенте Обаме согласилась, что наша работа, «хотя во многих отношениях выдающаяся» и имеющая принципиальное значение, не означает создания жизни, так как мы использовали существующий природный носитель – клетку, которая уже была живой{166}. Более мягкие версии этого аргумента пытались на разные лады принизить значение того, что мы достигли. Ватиканская газета L’Osservatore Romano{167} завершила свое (в остальном позитивное и любезное) изложение выводом, что наша команда не создала жизнь, но всего лишь «поменяла один из двигателей жизни».
Это разнообразие мнений кое о чем нам говорит. До сих пор нет общепринятого определения того, что мы обозначаем этим неудобным словом «жизнь», не говоря уж о «синтетической жизни», «искусственной жизни» или «жизни с нуля». Определения, конечно, сильно зависят от того, в какой традиции они даются. Термин «искусственная жизнь» имел совсем другое значение в научной среде в 1990-е, когда он в основном применялся по отношению к реплицирующимся программам в компьютере. Характерный пример можно найти в работе Томаса С. Рэя, писавшего в 1996 году о системах, которые «свободно развиваются в цифровой среде, подобно эволюции посредством естественного отбора в органической среде, породившей жизнь на Земле». Главная цель этой работы, пояснял он, «побудить цифровую эволюцию породить в цифровой среде сложность, сравнимую по масштабу со сложностью органической жизни»{168}.
Наша работа с синтетическими хромосомами в живых клетках резко отличается от имитации искусственной жизни в твердом кремнии. «Искусственная жизнь» – это термин, обычно применяемый к описанию того, что наблюдается в цифровом мире, в то время как «синтетическая жизнь» происходит из цифрового мира, но охватывает и жизнь в биологическом мире. Тем не менее жизнь in vivo и in silico объединены понятием «системы, управляемые информацией», а наша работа с синтетической клеткой создает первую прямую связь между ними.
Теперь мы знаем, что правильная последовательность ДНК, представленная в правильном порядке и помещенная в правильную химическую среду, может сделать из существующей жизни новую. Создавая синтетическую клетку, мы основывались на 3,5 миллиарда лет эволюции и не пытались ее повторить: поскольку мы изменили геном, у созданной нами клетки нет прямого предшественника, которого можно было бы найти в природе. Нашей искусственной ДНК мы добавили новый приток в реку жизни.
Мы теперь знаем, как написать текст ДНК на компьютере с нуля. Это даст нам возможность проектирования почти любого живого существа – когда мы будем знать больше деталей механизма жизни. По итогам этой работы моей лаборатории мы можем определить «синтетическую жизнь» как самовоспроизводящуюся живую систему, основанную на синтетическом геноме, синтетическом тексте ДНК. К тому моменту, как я это пишу, моя команда, исходя в основном из самых общих соображений, разработала план нашей первой попытки создать минимальный геном, состоящий из тех генов, которые мы полагаем необходимыми для жизни. Как обсуждалось выше, функции значительной части генов все еще не определены, хотя из подробных экспериментов мы знаем, что они абсолютно необходимы клеткам, чтобы жить. Мы используем клетку-реципиент, чтобы поставить в нее эту новую программу жизни – так же, как делали с первой синтетической клеткой.
Наша способность конструировать жизнь имеет далеко идущие последствия. Со времени пионерной работы Роберта Гука в XVII веке мы знали, что все живые существа состоят из одной или более клеток[25]. Сегодня, регулируя их генетические программы, мы в принципе можем менять структуру и функции любой клетки как захотим, создавая изумительное разнообразие жизни, от миниатюрных дрожжевых клеток{169} до быстрорастущей рыбы{170}. Мы также можем экспериментировать с древними механизмами, используемыми при развертывании линейной генетической программы в трехмерную структуру клетки.
Насколько мы знаем, вся клеточная жизнь, которая существует на нашей планете, происходит от более ранних разновидностей клеток. Каждая единица из этих фундаментальных элементов жизни, включая 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 или около того земных бактерий{171}, произошли от клеток, которые жили примерно четыре миллиарда лет назад. Даже если эти клетки занесло с другой планеты в процессе, известном как панспермия, или их рассеяли какие-то разумные существа (что Фрэнсис Крик называл «направленной панспермией»{172}), в конечном счете происхождение первых клеток остается загадкой.
Где есть тайна, там есть возможность для процветания витализма и религии. Однако когда моя команда успешно установила синтетическую программу ДНК в клетку, мы продемонстрировали тем самым, что наше базовое понимание механики клеточной жизни достигло важной точки. На вопросик Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь?» мы ныне способны дать один несомненный ответ: «Программа и основа всякой жизни – ДНК».
Но поскольку мы начинали с существующей клетки и всей ее белковой машинерии, остается вопрос, можно ли в самом деле заново создать современные клетки – результат миллиардов лет эволюции – из основных компонентов жизни. Можем ли мы заставить работать все сложные клеточные функции, не прибегая поначалу к защите клеточной мембраны, и если так, то сможем ли мы использовать отдельные белки и химические компоненты, чтобы привести в действие синтетическую хромосому и в ходе этого создать новый вид самовоспроизводящейся клетки? Можем ли мы вырастить в лаборатории организм, который будет представлять совершенно новую ветвь на древе жизни, станет представителем того, что некоторые по аналогии с растительным и животным царствами любят называть «синтетическое царство»? Теоретически, по крайней мере, можем. Наша способность создавать синтетические клетки и манипулировать жизнью будет определять лицо науки нынешнего века.
Моя уверенность основана отчасти на огромных успехах, достигнутых после 1965 года, когда было впервые высказано предположение, что синтез живых клеток станет национальной целью Америки{173}. В последние несколько лет мы наблюдали подъем синтетической биологии – эмерджентной фазы молекулярно-биологических исследований. В этой области можно видеть заметный отход от редукционистского экспериментирования, которое десятилетиями было мощным методом, помогавшим нам понимать клетки, выявляя их составные части, динамику и циклы. Теперь нам нужно посмотреть, можем ли мы собрать все эти мириады клеточных компонентов новыми способами, чтобы заново создать жизнь. Когда мы дойдем до этой вехи, мы откроем новую главу в нашем понимании жизни и, я верю, получим полный ответ на трудный вопрос Шрёдингера.
Но даже когда мы получим жизнь из бесклеточной системы, это все равно нельзя будет считать «жизнью с нуля», что бы это ни значило. Сомневаюсь, чтобы хоть кто-то из тех, кто употребляет этот мем, вдумывался в то, что он на самом деле хочет им выразить. Давайте для иллюстрации возьмем приготовление «с нуля» хотя бы пирога. Можно представить покупку пирога и наведение на него дома глазури. Или можно купить смесь для выпечки, в которую надо добавить только яйца, воду и растительное масло. Большинство рассматривает выпечку пирога «с нуля» как соединение отдельных ингредиентов, таких как пекарский порошок, сахар, соль, яйца, молоко, кулинарный жир и так далее. Я сомневаюсь, что кто-то имеет в виду изготовление собственного пекарского порошка (с получением соды из натрия, водорода, углерода и кислорода) или домашнее производство крахмала – сильно разветвленного полисахарида, состоящего из множества остатков глюкозы, соединенных гликозидными связями. Глюкоза, в свою очередь, образуется из углерода, водорода и кислорода. Если мы применим те же самые ограничения к созданию жизни «с нуля», это будет означать производство всех необходимых молекул – белков, липидов, органелл, ДНК и т. д. – из основных химикатов или даже из основных элементов – углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора, железа и прочих. Вопрос о происхождении самих первичных ингредиентов – органических соединений – уводит от сути дела, хотя оно