Двенадцать птиц лежат брюхом вверх в деревянном ящике в Музее зоологии позвоночных в Беркли (США). Их набитые наполнителем красновато-коричневые грудки напоминают батат. Голубоватые головки и тонкие белые хвосты идеально выровнены, лишь одна птица повернула клюв в сторону соседа. Вместо глаза у неё комочек хлопка. Листок бумаги, привязанный к ноге, гласит: «Ectopistes migratorius. Манитоба. 1884 г.». Это странствующий голубь, который был одной из самых распространённых птиц Северной Америки ко времени высадки европейцев. К 1914 году он полностью исчез.

Но учёные всерьёз обсуждают возможность вернуть его (и других) к жизни. Какие трудности могут встать перед ними?

 

В музейных коллекциях «обитает» около полутора тысяч странствующих голубей. Это всё, что осталось от, казалось бы, неисчерпаемого ресурса. Птиц отправляли товарными вагонами, продавали тоннами по 31 центу за дюжину на мясо и перья для матрасов. Всего за 25 лет их численность снизилась с миллиардов до тысяч. Марта — последняя из птиц — заняла своё место под музейным стеклом в 1914 году.

Бен Новак не верит в то, что на этом история должна закончиться. 26-летний генетик убеждён, что новые технологии позволяют вернуть странствующих голубей к жизни. Он уже пять лет бьётся над расшифровкой генома птицы и даже оставил учёбу в аспирантуре, чтобы воплотить мечту в жизнь.

Он не одинок. Организация Revive and Restore («Возродить и восстановить») спонсирует учёных, желающих вернуть к жизни вымершие виды, и сделала г-на Новака главой проекта по возрождению странствующего голубя.

Отстрел странствующих голубей (рисунок 1875 года).

Птица, лежащая в ящике из Беркли, пролетала над Манитобой в 1884 году не в одиночку. Эти голуби странствовали на восточной части Северной Америки стаями в несколько сотен миллионов особей. Чтобы прокормиться на своём пути, они обклёвывали целые леса, оставляя за собой слой помёта толщиной в пару с лишним сантиметров.

Привычка к стайной жизни их и погубила. Гнёзда голубей на северо-востоке США были «упакованы» чрезвычайно плотно — по сто штук на дереве (в каждом — по яйцу или беспомощному комку жира), а потому являли собой банкетный стол для хищников. Беспомощные птенцы весили примерно столько же, сколько родители, но подняться в воздух ещё не могли и в довершение всего часто выпадали из гнезда.

Ещё до прихода европейцев местные охотники расстреливали голубей из луков или сбивали их палками. Но в середине XIX века железная дорога и телеграф превратили птиц в товар национального значения. Профессиональные охотники следовали за стаями и обирали их гнёзда, сгоняя родителей дымом горящей бересты. За один день простая стрельба в воздух позволяла сбить тысячи голубей. Уже к концу 1850-х численность вида заметно сократилась, а к 1889 году птиц было всего несколько тысяч.

Голубь из Манитобы — это целая генетическая библиотека. В каждой клетке его мясистого пальца ноги хранится 1,5 млрд пар оснований ДНК, определяющих всё — от цвета яичной скорлупы до звучания птичьего голоса. К сожалению, лучшие времена этих ДНК давно прошли. Они расщеплены ферментами, кислородом и ультрафиолетовым излучением, а также загрязнены другими организмами. Всякий раз, когда человек дотрагивается до ноги, его ДНК попадает в выборку. Рядом лежат птицы: их ДНК тоже проникает в образец.

Но, к счастью, в последнее десятилетие появился целый ряд методов, позволяющих работать с неидеальными ДНК. Новые машины могут анализировать сотни тысяч коротких фрагментов одновременно, ускоряя нудный процесс и снижая его стоимость. За десять лет эффективность секвенирования выросла примерно в 500 тыс. раз.

С помощью новых технологий учёные нашли ближайшего родственника странствующего голубя. Им оказался полосатохвостый голубь (Patagioenas fasciata) с запада Северной Америки, широко распространённый по сей день. Короткие, изуродованные фрагменты ДНК музейных экспонатов пересекаются не так часто, и компьютер не способен собрать геном воедино, однако ДНК полосатохвостого голубя может послужить шаблоном.

В стремлении восстановить голубиный геном г-н Новак направил запросы в 30 музеев, но все отказали ему в образцах. Он примирился с необходимостью писать диссертацию про мастодонтов, но в свободное время занимался любимой птичкой. В 2011 году Филдовский музей естественной истории (Чикаго, США) всё-таки предоставил ему кусочек ноги, который немедленно отправился на секвенирование в генетическую лабораторию Торонто (Канада) за $2,5 тыс., которые исследователь занял у друга.

Вольер со странствующими голубями. Фотография 1896 года.

Между тем биотехнологическая революция стала привлекать всё больше внимания широкой публики. Писатель Стюарт Брэнд, прославившийся в конце 1960-х кампанией за то, чтобы спутник НАСА сфотографировал Землю целиком, основал фонд Long Now, назначение которого состоит в поиске «контрапункта современной ускоряющейся культуры для распространения дальновидения». Вышеупомянутая организация Revive and Restore — это филиал данного фонда, учреждённый писателем и его женой Райан Филан, основательницей компании DNA Direct, которая секвенирует геномы на заказ. Они выбрали странствующего голубя в качестве первого эксперимента. В феврале 2012 года Revive and Restore провела конференцию в Гарвардском университете, и г-н Новак не мог не откликнуться. Там его и избрали координатором проекта.

Итак, вот план г-на Новака в общих чертах. Секвенировать геномы полосатохвостого и странствующего голубей и найти существенные различия между ними. Изменить ДНК зародышевой клетки полосатохвостого голубя, чтобы она соответствовала ДНК странствующего голубя. Пересадить эту клетку какому-нибудь другому голубю, с которым удобно работать в лаборатории (да хотя бы сизому). Понадеяться на то, что клеточка попадёт в гонады эмбриона этого голубя. Вырастить пару таких эмбрионов и заставить их спариться. Их потомком и станет странствующий голубь.

Первый пункт плана уже выполним. В марте 2013 года г-н Новак начал работу в лаборатории Бет Шапиро в Калифорнийском университете в Санта-Крусе (США), где начальной цели планируется достигнуть в течение года. Но уже второй пункт вызывает сомнения. Последний общий предок двух видов жил около 30 млн лет назад, поэтому их геномы, скорее всего, будут различаться в миллионах локаций. Придётся выяснять, какие генные мутации отвечают за содержательные физические различия. Г-жа Шапиро отмечает, что на это уйдёт очень много времени и труда и что оно того не стоит. Даже картирование генных мутаций у людей — чрезвычайно трудоёмкое занятие.

Но самое сложное даже не это, а внесение всех необходимых изменений в геном живой клетки. Стивен Зальцберг из Университета Джонса Хопкинса (США) отмечает, что Джордж Чёрч из Гарварда (США) и его коллеги разработали технологию многоканальной автоматизированной геномной инженерии (Multiplex Automated Genome Engineering), которая позволяет производить мелкомасштабные изменения в бактериальных геномах. Но геном животного намного сложнее бактериального...

Кроме того, специалисты научились извлекать специализированные половые клетки из куриных эмбрионов, но с голубиными ещё никто не работал. Г-н Новак намерен обойти эту трудность, занявшись стволовыми клетками голубей и заставив их стать половыми. Но надо заметить, что с птичьими стволовыми клетками такое тоже ещё никто не проделывал...

Вместе с тем темпы биотехнологической революции внушают оптимизм. Кто знает — может быть, через пару лет всё это станет обычным делом...

Уже после того, как удастся вырастить первых странствующих голубей, начнутся новые проблемы, ведь их надо как-то приучить к естественной среде обитания и старым миграционным маршрутам. Дэвид Блокштейн из Национального совета США по вопросам науки и окружающей среды уверен, что на этом этапе эксперимент уж точно провалится. А если не провалится, то сельское хозяйство получит ещё одного вредителя. Так же думает Хэнк Грили из Стэнфордского университета (США): возрождённый голубь вернётся в тот же географический регион, но в совершенно иную экологическую среду.

На сегодня не существует никакого властного органа, имеющего полномочия принимать решения о возрождении вымерших видов. Возможно, работа над странствующим голубем послужит поводом для его создания. И лучше, если эту работу проведут ответственные учёные, а не неизвестно кто. Г-н Брэнд опасается, что геномика вскоре выйдет из лабораторий и будет столь же простой в использовании, как детские конструкторы. Чтобы этого не произошло, надо уже сейчас начинать диалог между наукой, обществом и правительством для выработки соответствующей правовой базы.

Даже г-жа Шапиро, которая не верит в успех проекта и не взялась за него, лишь предоставила свою лабораторию г-ну Новаку, потому что считает его полезным, ведь он может объединить различные области науки и продвинуть их все сразу...

Гравюра по картине Джона Джеймса Одюбона (1824).

Копаст: compulenta.ru