Гены управляют нами, а что управляет генами?
За последние 10–15 лет в биологии произошли грандиозные изменения, прежде всего в области генетики: расшифрован геном человека, появилась наука эпигенетика – дословно «надгенетика». Каждый день появляются сообщения о том, что открыт ген страха, ген ужаса, любви и прочие.
При этом долгое время не было ясно, как именно работа ют гены. Классический пример: бабочка, гусеница, куколка. У этих трех форм одного существа совершенно одинаковые гены, тем не менее из них получаются и бабочка, и гусеница, и куколка. Значит, гены могут проявиться или не проявиться, включиться или нет. И управляет этим долгое время остававшийся неизвестным механизм.
В 1947 году Конрад Уоддингтон ввел термин эпигенетика, еще не зная точного строения ДНК, но подозревая, что нечто действительно управляет наследственным материалом живых организмов. Сам термин «эпигенетика» жил спокойно на протяжении 40–50 лет, пока в 1990-е годы не стали появляться эксперименты, доказывающие истинность предположения Уоддингтона.
Ученый Рэнди Джиртл, многое сделавший для эпигенетики, говорил: «ДНК – это еще не судьба. Раньше считалось, что только гены предопределяют нашу сущность. Но сегодня мы точно знаем – то, что мы едим, пьем или курим, воздействует на активность наших собственных генов и генов будущих поколений. Эпигенетика предлагает нам свободу выбора. Эпигенез – это вовсе не наследуемые изменения ДНК, а наследуемая способность организма изменять активность генов под воздействием различных факторов».
В 2009 году было продемонстрировано, что эпигенетически наследуется не только внешний вид и предрасположенность к некоторым заболеваниям, но и определенные интеллектуальные способности. Ученые из двух американских университетов прививали мышам так называемый ген агути – южноамериканского грызуна. Ген этот довольно сильно ухудшает способности мыши, делает ее болезненной, с предрасположенностью к диабету. Получаются толстые рыжие (ген меняет окрас) и туповатые мышки. Интересно, что потомство мышей с геном агути будет обладать теми же свойствами. Если же первое поколение мышей посадить на специальную диету, включающую лук и чеснок, в которых много так называемых метильных групп, то ген агути у них останется, но перестанет проявляться, и они станут обычными здоровыми мышами, так же, как и их потомство, которое унаследует ген агути. То есть получилось, что приобретенный признак наследуется, в том числе внуками, вплоть до третьего-четвертого поколений. Все это значит, что помимо чистой генетики существуют также генетические переключатели, одним из которых являются метильные группы, определяющие поведение генов и свойства будущего живого организма.
Свойств, которые могут управляться генетическими переключателями, довольно много: ожирение, память, обучаемость и другие. Так, например, доказано, что мы не только то, что мы едим, но еще и то, что ела наша мама. Часто видишь, как идет по улице полная мама с довольно полным ребенком. Всегда считалось, что это генетический фактор и принятая в этой семье диета . И это отчасти, конечно, верно, но верно не только это. Диета мамы может повлиять не только на то, какой будет дочка, но и на то, какой будет внучка.
Кевин Синклер делал такой вывод: «Еще до рождения наследника и даже до зачатия мать должна правильно питаться, чтобы свой эпигенетически неверный обмен веществ не передать детям. Женщинам с избыточным весом следует заранее похудеть ».
Недавно была опубликована работа по влиянию эпигенетических факторов на гомосекс уальность. С эволюционной точки зрения это явление вроде как невыгодно, потому что нет потомства. Генов гомосексуальности обнаружено не было, но вот ученые из американского Национального института математического и биологического синтеза определили роль эпигенетических факторов в этом явлении. Генетические переключатели защищают специфичные для определенного пола черты от маскулинизации или феминизации. Одни влияют на половые органы, другие на сексуальную идентичность, а третьи на сексуальные предпочтения. Однако когда переключатели передаются по наследству от отца к дочери или от матери к сыновьям, они могут дать обратный эффект: феминизацию сыновей и маскулинизацию дочерей.
На Западе, кстати, вовсю идет коммерциализация эпигенетики. Предполагается, что в ближайшем будущем удастся создать не только лекарства от многих болезней, но и индивидуальные лекарства для конкретного человека, учитывающие характеристики его генетического кода.
Эпигенетика также интересна с точки зрения перспектив клонирования. Сейчас клоны получаются болезненными и довольно быстро умирают. Это принято связывать как раз с эпигенетическими факторами, потому что гены у клонов абсолютно идентичны генам животного, у которого были взяты соматические клетки.
Не так давно был расшифрован ген неандертальца. Прежде считалось, что неандерталец предком человека не является, но теперь выяснилось, что от 1% до 4% генома остались у нас именно от него. Это совсем не так мало, ведь, например, от шимпанзе мы по геному отличаемся всего на 3%. Когда-то неандертальцы смешивались с кроманьонцами, абсолютно точно нашими предками, и даже давали потомство. В пещере на маленьком индонезийском острове Флорес нашли останки людей очень маленького роста, около метра. Они, возможно, тоже вступали в контакт с кроманьонцами. В Горном Алтае, в так называемой Денисовской пещере найден третий вид древних людей, которые, по предположениям, также скрещивались с кроманьонцами. Поэтому мы, homo sapiens, результат долгого процесса скрещивания.
Что касается генетических угроз. Эти угрозы во многом кажутся сейчас надуманными, но кто знает, что случится дальше. Например, можно себе представить, что в скором будущем работодатели будут просить у вас предоставить расшифровку вашего генома. Из-за этого может появиться, скажем, антропологический расизм. Например, людей с высоким процентом генов неандертальцев не будут брать на работу. Или, наоборот, брать, потому что их легче контролировать, потому что они менее развиты интеллектуально. Опасность гипотетическая, но мы знаем, что человечество придумывает самые разные и удивительные формы расизма.
Вторая генетическая угроза – создание клона человека. Во многих странах клонирование человека запрещено, но в остальных, как ни странно, в мусульманских, к нему относятся спокойно. Поскольку запретить такие исследования нельзя, ведь какие бы запреты ни принимались, науку не остановишь, можно хотя бы проследить за тем, чтобы это не делалось в тайне, и разработать некие критерии, понимание того, что делать с этими новыми людьми.
Вопросы и ответы
Вопрос: Что будет, если взять абсолютно одинаковые организмы, например клонированные, поместить их в совершенно одинаковые условия: одинаково кормить, воспитывать . Будут ли они одинаковыми? Или есть еще какие-то механизмы влияния?
Ответ: В некотором роде такие эксперименты очень любили проводить в концлагерях, где специально отбирали близнецов (а это практически клоны) и изучали, одинаково ли на них действуют химические препараты, одинаково ли они болеют. Правда, эти эксперименты были очень плохо методически поставлены.
Я лично думаю, что процент сходства будет очень высок. Есть материалы исследований близнецов, разлученных в детстве, часто даже живших затем на разных континентах, и у них оказывалось очень много общего. В том числе то, что касается заболеваний и предпочтений в области партнера.
Короче, если взять кусочек Ленина и вырастить из него еще одного Владимира Ильича, он не напишет «Материализм и эмпириокритицизм» абсолютно точно, но у него могут быть близкие к оригиналу заболевания.
Вопрос: В этом году было дано разрешение на выращивание генно-модифицированных растений в РФ, а потом Госдумой был внесен законопроект, это дело запрещающий. И раскол существует не только среди политиков, но и среди биологов: одни убеждены, что генно-модифицированные продукты есть нельзя и в следующем поколении это скажется на репродуктивной функции, другие считают, что это безопасно. Как считаете вы?
Ответ: Нет ни одного эксперимента, подтверждающего мифическую вредность генно-модифицированных организмов. Когда производят генное модифицирование растений, а теперь и животных, их довольное долгое время, до пяти, а то и десяти лет, тестируют и проводят над ними испытания самыми различными методами: биологическими, химическими, проверяют на аллергенность. Чего, кстати, не делают с продуктами, полученными методами обычной селекции. Никто мичуринскую черноплодку, например, с этой точки зрения не проверял. Просто смотрели, вкусная она или нет. Получается, что генно-модифицированные продукты даже более безопасны, потому что их всесторонне проверяют. Конечно, случаются проколы, но это скорее исключения.
Вопрос: Не является ли главной генетической угрозой то, что у нас отсутствует генетический отбор сейчас? Раньше много детей умирало, а сейчас большинство выживает, и происходит большое накопление генетических заболеваний.
Ответ: Я как-то боюсь на эту тему говорить и точно не знаю. Менделеев был четырнадцатым ребенком в семье, из которых умерло, по-моему, девять. Есть, конечно, точка зрения, что достижения медицины приводят к тому, что выживает большое количество детей, из-за этого начинается голод в Индии, например. Я не знаю, надо ли искусственно сокращать население. Но известно, что искусственные попытки, как в Китае, приводят лишь к страшным демографическим перекосам. Там, например, огромная нехватка невест. Я думаю, что лучше развивать медицину и предупреждать генетические заболевания на стадии внутриутробного развития. Тем более что сейчас это возможно.
Вопрос: Вы сказали, что количество генов неандертальцев варьируется у людей. Есть ли какая-то корреляция с расам? А у африканцев их нет вообще, так как они из Африки не уходили? Значит, можно определить, на какие свойства эти гены влияют?
Ответ: Действительно, было установлено, что у всех рас, кроме черной, есть гены неандертальцев. У кого-то их больше, у кого-то меньше. А вот у африканцев их ноль, потому что первый исход людей из Африки был до появления неандертальцев. Неандертальские расисты, если бы такие существовали, сильно бы удивились, узнав, что самые чистые в генетическом плане именно африканцы.
Вопрос: Можно ли создать, пользуясь существующими знаниями, идеального человека?
Ответ: А кто будет определять его идеальность? И по каким критериям? Можно получить идеальное растение или идеальное животное для исполнения какой-то функции. У Геринга, наверное, были свои представления об идеальном человек, у вас свои, у меня свои. Все зависит от того, в каком обществе будет воспитываться человек, каких идеалов будет придерживаться. Говорят, что джентльмены предпочитает блондинок. А я вот, наоборот, больше люблю темноволосых. Я, в общем, не знаю, какого идеального человека нам надо выводить.
За последние 10–15 лет в биологии произошли грандиозные изменения, прежде всего в области генетики: расшифрован геном человека, появилась наука эпигенетика – дословно «надгенетика». Каждый день появляются сообщения о том, что открыт ген страха, ген ужаса, любви и прочие.
При этом долгое время не было ясно, как именно работа ют гены. Классический пример: бабочка, гусеница, куколка. У этих трех форм одного существа совершенно одинаковые гены, тем не менее из них получаются и бабочка, и гусеница, и куколка. Значит, гены могут проявиться или не проявиться, включиться или нет. И управляет этим долгое время остававшийся неизвестным механизм.
В 1947 году Конрад Уоддингтон ввел термин эпигенетика, еще не зная точного строения ДНК, но подозревая, что нечто действительно управляет наследственным материалом живых организмов. Сам термин «эпигенетика» жил спокойно на протяжении 40–50 лет, пока в 1990-е годы не стали появляться эксперименты, доказывающие истинность предположения Уоддингтона.
Ученый Рэнди Джиртл, многое сделавший для эпигенетики, говорил: «ДНК – это еще не судьба. Раньше считалось, что только гены предопределяют нашу сущность. Но сегодня мы точно знаем – то, что мы едим, пьем или курим, воздействует на активность наших собственных генов и генов будущих поколений. Эпигенетика предлагает нам свободу выбора. Эпигенез – это вовсе не наследуемые изменения ДНК, а наследуемая способность организма изменять активность генов под воздействием различных факторов».
В 2009 году было продемонстрировано, что эпигенетически наследуется не только внешний вид и предрасположенность к некоторым заболеваниям, но и определенные интеллектуальные способности. Ученые из двух американских университетов прививали мышам так называемый ген агути – южноамериканского грызуна. Ген этот довольно сильно ухудшает способности мыши, делает ее болезненной, с предрасположенностью к диабету. Получаются толстые рыжие (ген меняет окрас) и туповатые мышки. Интересно, что потомство мышей с геном агути будет обладать теми же свойствами. Если же первое поколение мышей посадить на специальную диету, включающую лук и чеснок, в которых много так называемых метильных групп, то ген агути у них останется, но перестанет проявляться, и они станут обычными здоровыми мышами, так же, как и их потомство, которое унаследует ген агути. То есть получилось, что приобретенный признак наследуется, в том числе внуками, вплоть до третьего-четвертого поколений. Все это значит, что помимо чистой генетики существуют также генетические переключатели, одним из которых являются метильные группы, определяющие поведение генов и свойства будущего живого организма.
Свойств, которые могут управляться генетическими переключателями, довольно много: ожирение, память, обучаемость и другие. Так, например, доказано, что мы не только то, что мы едим, но еще и то, что ела наша мама. Часто видишь, как идет по улице полная мама с довольно полным ребенком. Всегда считалось, что это генетический фактор и принятая в этой семье диета . И это отчасти, конечно, верно, но верно не только это. Диета мамы может повлиять не только на то, какой будет дочка, но и на то, какой будет внучка.
Кевин Синклер делал такой вывод: «Еще до рождения наследника и даже до зачатия мать должна правильно питаться, чтобы свой эпигенетически неверный обмен веществ не передать детям. Женщинам с избыточным весом следует заранее похудеть ».
Недавно была опубликована работа по влиянию эпигенетических факторов на гомосекс уальность. С эволюционной точки зрения это явление вроде как невыгодно, потому что нет потомства. Генов гомосексуальности обнаружено не было, но вот ученые из американского Национального института математического и биологического синтеза определили роль эпигенетических факторов в этом явлении. Генетические переключатели защищают специфичные для определенного пола черты от маскулинизации или феминизации. Одни влияют на половые органы, другие на сексуальную идентичность, а третьи на сексуальные предпочтения. Однако когда переключатели передаются по наследству от отца к дочери или от матери к сыновьям, они могут дать обратный эффект: феминизацию сыновей и маскулинизацию дочерей.
На Западе, кстати, вовсю идет коммерциализация эпигенетики. Предполагается, что в ближайшем будущем удастся создать не только лекарства от многих болезней, но и индивидуальные лекарства для конкретного человека, учитывающие характеристики его генетического кода.
Эпигенетика также интересна с точки зрения перспектив клонирования. Сейчас клоны получаются болезненными и довольно быстро умирают. Это принято связывать как раз с эпигенетическими факторами, потому что гены у клонов абсолютно идентичны генам животного, у которого были взяты соматические клетки.
Не так давно был расшифрован ген неандертальца. Прежде считалось, что неандерталец предком человека не является, но теперь выяснилось, что от 1% до 4% генома остались у нас именно от него. Это совсем не так мало, ведь, например, от шимпанзе мы по геному отличаемся всего на 3%. Когда-то неандертальцы смешивались с кроманьонцами, абсолютно точно нашими предками, и даже давали потомство. В пещере на маленьком индонезийском острове Флорес нашли останки людей очень маленького роста, около метра. Они, возможно, тоже вступали в контакт с кроманьонцами. В Горном Алтае, в так называемой Денисовской пещере найден третий вид древних людей, которые, по предположениям, также скрещивались с кроманьонцами. Поэтому мы, homo sapiens, результат долгого процесса скрещивания.
Что касается генетических угроз. Эти угрозы во многом кажутся сейчас надуманными, но кто знает, что случится дальше. Например, можно себе представить, что в скором будущем работодатели будут просить у вас предоставить расшифровку вашего генома. Из-за этого может появиться, скажем, антропологический расизм. Например, людей с высоким процентом генов неандертальцев не будут брать на работу. Или, наоборот, брать, потому что их легче контролировать, потому что они менее развиты интеллектуально. Опасность гипотетическая, но мы знаем, что человечество придумывает самые разные и удивительные формы расизма.
Вторая генетическая угроза – создание клона человека. Во многих странах клонирование человека запрещено, но в остальных, как ни странно, в мусульманских, к нему относятся спокойно. Поскольку запретить такие исследования нельзя, ведь какие бы запреты ни принимались, науку не остановишь, можно хотя бы проследить за тем, чтобы это не делалось в тайне, и разработать некие критерии, понимание того, что делать с этими новыми людьми.
Вопросы и ответы
Вопрос: Что будет, если взять абсолютно одинаковые организмы, например клонированные, поместить их в совершенно одинаковые условия: одинаково кормить, воспитывать . Будут ли они одинаковыми? Или есть еще какие-то механизмы влияния?
Ответ: В некотором роде такие эксперименты очень любили проводить в концлагерях, где специально отбирали близнецов (а это практически клоны) и изучали, одинаково ли на них действуют химические препараты, одинаково ли они болеют. Правда, эти эксперименты были очень плохо методически поставлены.
Я лично думаю, что процент сходства будет очень высок. Есть материалы исследований близнецов, разлученных в детстве, часто даже живших затем на разных континентах, и у них оказывалось очень много общего. В том числе то, что касается заболеваний и предпочтений в области партнера.
Короче, если взять кусочек Ленина и вырастить из него еще одного Владимира Ильича, он не напишет «Материализм и эмпириокритицизм» абсолютно точно, но у него могут быть близкие к оригиналу заболевания.
Вопрос: В этом году было дано разрешение на выращивание генно-модифицированных растений в РФ, а потом Госдумой был внесен законопроект, это дело запрещающий. И раскол существует не только среди политиков, но и среди биологов: одни убеждены, что генно-модифицированные продукты есть нельзя и в следующем поколении это скажется на репродуктивной функции, другие считают, что это безопасно. Как считаете вы?
Ответ: Нет ни одного эксперимента, подтверждающего мифическую вредность генно-модифицированных организмов. Когда производят генное модифицирование растений, а теперь и животных, их довольное долгое время, до пяти, а то и десяти лет, тестируют и проводят над ними испытания самыми различными методами: биологическими, химическими, проверяют на аллергенность. Чего, кстати, не делают с продуктами, полученными методами обычной селекции. Никто мичуринскую черноплодку, например, с этой точки зрения не проверял. Просто смотрели, вкусная она или нет. Получается, что генно-модифицированные продукты даже более безопасны, потому что их всесторонне проверяют. Конечно, случаются проколы, но это скорее исключения.
Вопрос: Не является ли главной генетической угрозой то, что у нас отсутствует генетический отбор сейчас? Раньше много детей умирало, а сейчас большинство выживает, и происходит большое накопление генетических заболеваний.
Ответ: Я как-то боюсь на эту тему говорить и точно не знаю. Менделеев был четырнадцатым ребенком в семье, из которых умерло, по-моему, девять. Есть, конечно, точка зрения, что достижения медицины приводят к тому, что выживает большое количество детей, из-за этого начинается голод в Индии, например. Я не знаю, надо ли искусственно сокращать население. Но известно, что искусственные попытки, как в Китае, приводят лишь к страшным демографическим перекосам. Там, например, огромная нехватка невест. Я думаю, что лучше развивать медицину и предупреждать генетические заболевания на стадии внутриутробного развития. Тем более что сейчас это возможно.
Вопрос: Вы сказали, что количество генов неандертальцев варьируется у людей. Есть ли какая-то корреляция с расам? А у африканцев их нет вообще, так как они из Африки не уходили? Значит, можно определить, на какие свойства эти гены влияют?
Ответ: Действительно, было установлено, что у всех рас, кроме черной, есть гены неандертальцев. У кого-то их больше, у кого-то меньше. А вот у африканцев их ноль, потому что первый исход людей из Африки был до появления неандертальцев. Неандертальские расисты, если бы такие существовали, сильно бы удивились, узнав, что самые чистые в генетическом плане именно африканцы.
Вопрос: Можно ли создать, пользуясь существующими знаниями, идеального человека?
Ответ: А кто будет определять его идеальность? И по каким критериям? Можно получить идеальное растение или идеальное животное для исполнения какой-то функции. У Геринга, наверное, были свои представления об идеальном человек, у вас свои, у меня свои. Все зависит от того, в каком обществе будет воспитываться человек, каких идеалов будет придерживаться. Говорят, что джентльмены предпочитает блондинок. А я вот, наоборот, больше люблю темноволосых. Я, в общем, не знаю, какого идеального человека нам надо выводить.
