Управление биологических технологий (BTO) Агентства перспективных оборонных исследований (DARPA) Министерства обороны США объявило о проведении в январе 2026 года семинара по программе генеративной оптогенетики (Generative Optogenetics – GO).
«Синтетические молекулы ДНК и РНК лежат в основе множества технологий нового поколения, имеющих решающее значение для национальной безопасности и глобального благополучия, влияя на все аспекты – от устойчивых цепочек поставок и производства передовых материалов до устойчивого сельского хозяйства и здоровья человека. Однако существующие методы создания этих молекул с нуля сталкиваются со значительными ограничениями с точки зрения масштаба, сложности и воздействия на окружающую среду.
Программа генеративной оптогенетики (GO) стремится преодолеть эти проблемы, внедряя революционный подход: использование силы света для непосредственного управления синтезом ДНК и РНК внутри живых клеток.
В случае успеха эта рискованная, но потенциально очень перспективная исследовательская программа обещает произвести революцию в медицине, сельском хозяйстве и производстве, открыв новую эру биопрограммирования», – сообщают в DARPA желающим принять участие в программе GO частным инвесторам.
Программа DARPA GO направлена «на разработку белкового комплекса, называемого компилятором нуклеиновых кислот (NAC), который может экспрессироваться в живых клетках, позволяя конечному пользователю программировать генетические инструкции в эти клетки без использования шаблонов, используя только свет для передачи генетической информации в клетки».
На сегодняшний день «ни одна из существующих технологий не позволяет осуществлять передачу безмассовой информации для передачи генетических инструкций живым клеткам. Все существующие подходы требуют какого-либо механизма, основанного на перемещении материи, кодирующей генетическую информацию, как правило, нуклеиновых кислот ДНК или РНК, через биологические барьеры, такие как клеточная стенка/мембрана», – говорится в проекте программы GO.
Оптогенетика – это передовая биомедицинская методика, позволяющая управлять активностью отдельных клеток, в частности нейронов, с помощью света, внедряя в них светочувствительные белки (опсины) с помощью генной инженерии. Эта технология позволяет с точностью до миллисекунд активировать или подавлять клетки.
Оптогенетика позволяет целенаправленно и чрезвычайно быстро, в диапазоне миллисекунд, управлять живыми организмами. Эта технология была названа ведущим мировым научным журналом Nature «Метод года 2010».
В мозге человека находится около 80 миллиардов нейронов, образующих сложные разветвлённые сети. Долгие годы о функциях структур мозга судили по нарушениям, которые появлялись при повреждении его участков, или по тому, какие зоны мозга активны при выполнении испытуемым различных заданий.
Деятельность мозга изучали, вживляя электроды в мозг животных. На животных проводили также исследования с использованием химических веществ, способных избирательно тормозить работу нейронов определённого типа. Однако каждый из этих методов имеет множество недостатков.
Идею управлять нейронами «точечно» впервые высказал в 1979 году Френсис Крик (получивший Нобелевскую премию за открытие структуры ДНК). Спустя двадцать лет, в 1999-м, он предложил использовать для возбуждения нейронов свет. Световое излучение имеет много преимуществ: оно быстро достигает объекта, его легко дозировать и представлять в виде коротких импульсов. В 2005 году группа исследователей из Стэнфордского университета под руководством Карла Диссерота сумела вызвать возбуждение нервных клеток, облучая их светом. Для этого нейроны пришлось подвергнуть генно-инженерным манипуляциям. Новый метод получил название оптогенетики и за последние годы произвёл настоящую революцию в исследованиях нервной системы.
До самого последнего времени оптогенетические методы использовались исключительно в мирных целях:
для борьбы с болезнью Паркинсона, эпилепсией, хронической болью, различными зависимостями;
для создания оптогенетических имплантатов для восстановления зрения и слуха;
для управления сердечным ритмом и создания «клеточных убийц» при онкологии.
И вот в Пентагоне решили использовать достижения оптогентики в военных целях.
Американским военным оптогенетика интересна, помимо прочего, тем, что может быть использована для манипулирования нейронными цепями, связанными с болью, страхом, вознаграждением, бодрствованием и социальным поведением, а также имеет огромный потенциал в разработке интерфейсов мозг-машина.
Отдельной строкой в программах Пентагона проходят разработки биологического оружия, которые могут быть неизмеримо ускорены с помощью оптогенетических методов в связке с методом редактирования генов по технологии CRISPR.
Метод целенаправленного редактирования ДНК под названием CRISPR/Cas9 даёт возможность, как мы писали, легко и малозатратно вносить желаемые изменения в ДНК любого организма, что позволяет в результате цепной реакции заменить нормальную ДНК на изменённую.
Технология CRISPR дает возможность создавать мутации, не оставляющие следов, поскольку внедряемые в клетку РНК и белок деградируют. От них ничего не остается, кроме самой мутации.
Генетически измененные с помощью CRISP организмы, и в частности патогены, способны быстро распространяться и менять целые экосистемы. В руках американских военных они могут быть использованы для целенаправленных атак на сельскохозяйственные или природные системы.
«В двадцать первом веке биологическое оружие может быть более дешевым, более простым в производстве, более широкодоступным, в пределах возможностей все большего числа людей, имеющих доступ к минимальным техническим навыкам и оборудованию, и более скрытным технологиям двойного назначения. Биологическое оружие воспринимается как относительно дешевое и доступное, особенно по сравнению с препятствиями, связанными с получением, разработкой и развертыванием ядерного оружия… Методы редактирования генов, такие как Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR), могут обеспечить возможности, которые бросают вызов ядерному оружию», – отмечают эксперты американского Национального центра биотехнологической информации (NCBI), координирующего, как мы писали, разработки биологического оружия в США.
Применение оптогенетических методов позволяет редактировать гены с помощью технологии CRISPR светом, то есть в разы удешевляет и ускоряет разработку биологического оружия нового поколения, при этом обеспечивая полную скрытность, так как лазерный луч не оставит никаких следов в измененной экосистеме.
Запущенная DARPA программа генерирующей оптогенетики означает, что Пентагон отказывается от дорогостоящего конструирования смертельных патогенов с помощью устаревших технологий, применяемых в разбросанных по всему миру военных биолабораториях.
Американские военные делают ставку на инженерные решения с упором на вычислительный дизайн белков, генеративный ИИ и «безмассовое» тиражирование биологического оружия нового поколения.
Представляется, что в случае успеха новой военной программы DARPA в сотни военных биолабораторий Пентагона начнут завозить специализированные лазерные установки для поточного производства невиданных доселе патогенов.
