Генетическая информация закодировала в «тексте» молекулы ДНК, которая, как иголка в яйце, спрятана внутри хромосом, а те, в свою очередь, в ядрах клеток. Тем не менее хромосомы иногда удается вытащить на свет божий и сфотографировать, слегка подкрасив. Фото: Jane Ades, NHGRI
Последние лет семь месяца не проходит, чтобы в прессе не мелькнула очередная сенсация из области генетики. Эта интереснейшая наука начала быстро развиваться, затрагивая некоторые этические, юридические и социальные аспекты, и являя миру «чудеса», что не могло не взбудоражить публику.
Дошло до того, что люди в метро читают не только детективы, но и справочники по биологии с пометкой «Лидер продаж». Популярные издания запестрили заголовками с генетической тематикой, киноэкраны оккупировали люди-мутанты, а политики обогатили свой словарный запас фразами вроде «патриотизм у нас в ДНК». Генетически модифицированными продуктами пугают детей, а в офисах обсуждают открытие «гена гениальности» и перспективы клонирования. Что кроется за всем этим? Стоит ли с опаской относиться к ГМ-продуктам? Сможем ли мы получать гениев из пробирки? И правда ли, что будущее за клонированием?
Несмотря на весь этот ажиотаж, прошло время легких и внезапных открытий и озарений — слишком уж молекулярная биология продвинулись вперед. Современный генетик чувствует себя примерно так же, как кладоискатель, в сотый раз медленно бредущий с металлодетектором вдоль реки Урал. Именно поэтому не стоит верить большинству новостей, которые подаются нам как сенсации, опровергающие классическую генетику. Многие открытия лишь дополняют уже существующие теории, отнюдь не разрушая основной фундамент биологии.
Гены гомосексуализма и гениальности
«Путеводною звездою своих стремлений следует брать не образы фантазии, а ясно продуманные понятия», Артур Шопенгауэр
Наверное, многие слышали об открытии «генов алкоголизма», «генов полового влечения», «генов гениальности» и других генов, существование которых многое могло бы объяснить в поведении человека. Например, почтенный американский генетик и доктор философии Дин Хеймер (, Krebs-Institut of USA) в 1993 году выдвинул предположение о существование «гена гомосексуализма». В 2004 году он же заявил об открытии «гена веры в Бога» и даже написал подробную книгу о том, почему некоторые люди более склонны к религиозному и духовному осмыслению жизни ().
В подобных гипотезах есть определенная логика, но не стоит забывать о природе наследственности и изменчивости. Даже если предположить, что существует «ген гениальности», это вовсе не означает, что мы можем методами генной инженерии «внедрить» его в яйцеклетку и наполнить мир гениями.
Любая клетка нашего организма по сложности своего устройства схожа с суперсовременной электронным устройством, где множество мельчайших деталей взаимодействуют друг с другом. Если там отпаять одну микросхему и вставить на ее место другую, пусть и похожую внешне, вряд ли мы сможем предсказать, чем это обернется. На молекулярном уровне наши нуклеиновые кислоты, белки и кофакторы (вещества, катализирующие разные стадии белкового синтеза) напоминают те самые «микросхемы». Любое свойство организма — от цвета глаз до склонности к решению математических задачек — во многом определяется белками. Синтез белков осуществляются посредством информации, закодированной в определенном гене.
Калифорнийские дети с самого раннего детства имеют возможность узнать, почему они так похожи на своих родителей. Достаточно только поползать внутри модели ДНК. Фото: Lawrence Hall of Science, The Regents of the University of California
Ситуация осложняется тем, что одному гену (участку молекулы ДНК) может соответствовать несколько белков. Следовательно, если «вставить ген гениальности» и ждать, когда он начнет синтезировать «белок гениальности», мы можем получить вместо этого какой-нибудь «белок вздорного характера». В довершении всего, работа белков по «запуску» тех или иных функций в организме необычайно сложна. Например, белок может быть посредником при передаче нервного импульса или влиять на синтез других белков.
Если предположить, что благодаря неким белкам информация в мозгу будущего «гения» начнет проходить сверхбыстро и сверхточно, нет никакой гарантии, что за этим не последуют неприятности. Мы до сих пор в полной мере не знаем, кто такие гении.
Помните фильм про необыкновенно одаренного мальчика-аутиста с Брюсом Уиллисом в главной роли? Довольно часто подобие гениальности возникает в качестве компенсации — если одна функция мозга нарушена, другая совершенствуется. Американский нейропсихолог Оливер Сакс () приводит в своей книге множество интереснейших случаев из врачебной практики на тему такой вот «гениальности». Например, больные афазией (утрата способности устного речевого общения) запросто определяют, врет человек или нет, даже не слушая его. Аутисты рисуют порой не хуже Пикассо, а туреттики (синдром Туретта характеризуется избытком нервной энергии) способны совершать некоторые действия с такой скоростью, что им бы позавидовали сверхускорившиеся «Иные» из книг Сергея Лукьяненко.
- Источник:
- Darryl Leja, NHGRI
Нужны ли миру гении?
«Рецепт души: вначале человеческая душа определяется тремя факторами — наследственность, карма, свободный выбор. Как правило, сперва они представлены в следующей пропорции:
25 % наследственность;
25% карма;
50% свободный выбор», Бернард Вербер
Прежде чем предаться «конструированию» гениев, следует подумать не только об их возможной «дефективности», но и о том, нужны ли они планете Земля. Представьте себе, как в один прекрасный день мир наполнят необычайно талантливые художники, ученые, поэты… А кто же тогда будет работать на фермах и заводах?
Но вернемся от фантастических предположений к реальности. Для того, чтобы выявить зависимость интеллектуальных и прочих способностей от наследственности, ученые разрабатывают все более тонкие методы исследований. Например, с помощью опытов на , у которых искусственно «выключен» тот или иной ген, пытаются определить, какой участок ДНК ответственен за долговременную память, какой — за агрессию или тревогу. По некоторым данным, работу мозга обеспечивают до 70 % всех генов генома, но сказать с полной ответственностью — да, вот он, ген гениальности или ген агрессии, мы не можем. В ходе экспериментов на нокаутных мышах нередко получаются несовпадающие, противоположные результаты.
Поэтому говорить об открытии «генов шизофрении» или «генов гениальности» и других сложных состояний человека трудно. Безусловно, нам многое известно о наследственных патологиях вроде синдрома Дауна или гемофилии, но генетика поведения остается таинственной областью науки. Скорее всего, существуют комплексы генов, которые при определенном стечении обстоятельств контролируют синтез белков, которые, опять же при определенных условиях, способствуют формированию тех или иных способностей. Но для того чтобы они проявились, нужны подходящие условия! Допустим, ген, ответственный за синтез фермента алкогольдегидрогеназы (расщепляет этиловый спирт), мутировал, и у человека появилась склонность к алкоголизму. Дальнейшее зависит уже от самого человека, его свободного выбора и от внешней среды — попадет ли он в дурную компанию, пристрастится к алкогольным вечеринкам или нет.
Так что не стоит списывать свои слабости и неудачи исключительно на «дурную наследственность». Влияние генотипа и среды на человека велико, но одно из отличий человека разумного от мышей — он вправе сам управлять своей судьбой.
Они среди нас…
«Проснувшись однажды утром после беспокойного сна, Грегор Замза обнаружил,
что он у себя в постели превратился в страшное насекомое», Франц Кафка
Зайдя в самый обычный московский зоомагазин, я обнаружила, что трансгенные организмы отныне живут не только в лабораториях. Любой желающий, способный раскошелиться на семьдесят рублей, может приобрести трансгенного питомца. Помимо необыкновенно привлекательной окраски, коралловые , или GloFish ничем не отличаются от своих природных прародителей, известных каждому аквариумисту. Серебристые с сине-черными полосками данио рерио родом из Восточной Индии, возможно, никогда бы не превратились в ярко-красных, если бы не научные эксперименты.
Коралловые данио возникли стараниями специалистов по генной инженерии. ГМ-организмы поселились среди нас. Кое-кто уже предрекает, что скоро появятся и «генетические конструкторы» для детей. С их помощью любознательные юные натуралисты смогут творить себе животных на любой вкус. Фото:
Исследования по получению рыбок, в ДНК которых искусственно внедрены гены медуз и кораллов, продуцирующие красный флюорисцентный белок, велись вовсе не потехи ради. Таким трудоемким способом ученые департамента биологических наук Национального университета Сингапура (руководитель проекта — , NUS Department of Biological Sciences) пытались получить живые «лакмусовые бумажки» для контроля за экологией водоемов. Предполагалось, что при контакте с эстрогенами, тяжелыми металлами и другими загрязнителями данио будут флюоресцировать.
Появлению коралловых данио на рынке США и Сингапура предшествовал скандал. Как и во всяком скандале с участием генетически модифицированных организмов (ГМ, GMO), обсуждалось, опасно или нет передавать «монстров» из лаборатории в руки людей. Как видите, они уже среди нас… По крайней мере, в моем аквариуме и еще у нескольких аквариумистов GloFish вовсю резвятся и даже размножаются.
А теперь я скажу вам самое «страшное» — не только эти рыбки, но и все мы с начала сотворения мира уже являемся ГМ-организмами, и происки доктора Франкенштейна тут не причем. Эволюция — ни что иное, как результат мутагенеза, то есть случайной модификации генов и отбора «полезных» изменений. Если бы не генетическая модификация и ее последствия, возможно, Землю населяли бы только одноклеточные существа.
Поскольку эволюция — процесс долгий, селекционеры научились заниматься ускоренным искусственным мутагенезом. Мы можем тысячелетия ждать, когда у нас появится «звезда во лбу», а можем открыть белок, который поможет нам светиться в темноте. Впрочем, сие свойство будет абсолютно адекватным затратам на исследования и этическим нормам только в том случае, если на Землю опустится вечная тьма.
Главный аргумент противников генной инженерии — мы не должны вмешиваться в дела природы. Он не выдерживает никакой критики, поскольку человек пошатнул основы мироздания еще в ту пору, когда перестрелял всех странствующих голубей, завез на другие континенты кроликов, потеснивших местную флору и фауну, и превратил джунгли в пустыню. Более того, если бы ученые не получали инсулин из ГМ-бактерий, а также иммуномодуляторы и некоторые другие лекарства с помощью ГМ-животных, то от болезней умерло бы куда больше людей.
Опасна ли трансгенная соя?
«Я предпочитаю вредную истину полезной ошибке, истина сама исцеляет зло, которое причинила», Иоганн Гёте.
Мода на генетику породила и моду списывать все неприятности — от слишком высокой смертности младенцев и процента онкозаболеваний до отсутствия вкуса у зимней клубники — на ГМ-продукты . Чтобы безвкусные ягоды никого не смущали, замечу, что они отнюдь не трансгенные, а всего лишь выращенные на малопитательной гидропонике.
- Источник:
- Kent Schnoeker, The Salk Institute
Для тех, кто с ужасом вчитывается в этикетки на продуктах и с восторгом внимает рекламе про колбасу, в которой нет «ни капельки ГМ-сои», необходимо прояснить ситуацию. Любой продукт, будь то искусственно выведенный ГМ-картофель или мясо дикой утки, при переваривании в нашем организме распадается на нуклеозиды. Эти молекулы, состоящие из остатков азотистых оснований и углеводов, не обладают свойством вирусной ДНК и не могут включаться в наш геном. Если бы это было не так, мы бы уже давно превратились в подобия пирата Дейви Джонса и его команды, у которых вместо лиц щупальца осьминога, а руки преобразованы в клешни.
Заголовки статей, посвященных ГМО, один страшнее другого. В результате у людей складывается мнение, будто бы редкий смельчак отважится обнародовать истинные результаты исследований ГМ-продуктов. В действительности «творцы мутантов» несут ответственность за свои опыты, но не афишируют этого в желтой прессе. Так, Пол Берг (), еще в 1972 году создавший трансгенную бактерию, в последствии с удовольствием поставил свою подпись под письмом , опубликованном в журнале «Science» в 1974 году. Письмо это призывало разработать правила техники безопасности при работе с ГМ-объектами. Прошло более тридцати лет с тех пор, и трансгенные организмы из величайшего достижения науки по досадному недоразумению превратились в страшилку.
Доказательств вредоносности ГМО не существует, почему же вокруг каждого сообщения о них столько паники? Достаточно вспомнить информацию об опытах британского ученого Арпада Пустаи () и российского нейробиолога Ирины Ермаковой. Согласно их экспериментам, кормление крыс ГМ-кукурузой и ГМ-картофелем чревато заболеваниями и высокой смертностью. Несмотря на многочисленные опровержения, эти сообщения до сих пор передаются посредством Интернет и СМИ, ужасая особенно впечатлительных читателей. Некоторые организации грозятся засудить всех ГМ-поставщиков и требуют документы, подтверждающие безопасность трансгенных технологий лет на сто вперед. Подготовить такие документы невозможно до тех пор, пока мы не откроем в себе дар предвидения. Иначе как предположить, не совершит ли ваш сосед преступление в будущем или не станут ли ГМ-продукты «убийцами»?
Таким образом, истина опять посередине — не стоит паниковать, но и пускать все на самотек не желательно. Если же вы прочитаете об очередной «сенсации», вспомните о величайшем достижении человечества — научном методе и вчитайтесь между строк, кто, где, как проводил опыт, велика ли выборка? Наука отличается от мифологии тем, что эксперимент проводят специалисты, не скрывающие своих фамилий и специализаций, он дает повторяемые результаты и подтверждается независимыми опытами других исследователей.
Пятисотлетний человек
«Эдмонд Уэллс указывает на мир, где клонирование настолько вошло в привычку, что все люди стали близнецами. Они выбрали самого красивого, самого умного и самого жизнеспособного и уничтожили остальных», Бернард Вербер
Несмотря на весь ажиотаж вокруг трансгенных обезьян, о ГМ-людях с заданными свойствами говорить пока что рано. Может быть, со временем мы и научимся «включать» определенные гены, но сейчас о поднятии науки до такого уровня остается только мечтать. В определенной степени это будет всего лишь переход фармакологии и медицины на другую, высшую ступень.
Кого же не волнует, например, вопрос вечной жизни? К его решению уже есть головокружительные предпосылки. Весьма занимательны в этом отношении исследования червя Caenorhabtidis elegans, который состоит всего из 945 клеток. Канадский биолог Зигфрид Хекими () выяснил, что у червя есть гены, мутации которых увеличивают продолжительность жизни более чем в пять раз! Вдохновленный таким открытием, в последствии Хекими выявил и у человека ген, близкий по своим свойствам к «генам долгожительства» червя. Следовательно, научившись управлять этой сложной системой, мы могли бы продлить жизнь человека. Сейчас ученые из самых разных стран занимаются «генами долгожительства».
Еще одна важная генетическая проблема — клонирование. Бесспорно, всем принесут пользу достижения, например, в области клонирования донорских органов. Но для чего нам люди-клоны? Сила любой популяции в ее разнообразии, если же все станут одинаковыми, это приведет к гибели человечества. Лидер некой американской секты Клод Ворилон однажды заявил, что как только представится возможность, он заплатит за клонирование… Гитлера, дабы отдать его под суд. Люди, одинаковые генетически или внешне, не могут быть схожими в своих поведенческих характеристиках. В зависимости от среды, воспитания и других факторов предполагаемый «Гитлер» может вырасти милейшим человеком.
Согласно старому анекдоту про вероятность встречи с динозавром в городе (50 на 50 — либо вы его встретите, либо нет), опасность воздействия трансгенных организмов, также как и возможность неприятных последствий клонирования, теоретически существует. Современные технологии опережают время, а наше сознание еще не готово к генной революции. Но стоит ли из-за этого запрещать исследования, впадать в «лысенковщину» или паниковать? Конечно же, нет, ибо польза новейших методов велика — получение лекарства в молоке трансгенных коз, трансгенные микробы, продуцирующие белки человека, укрепление иммунитета, работа над проектами по трансплантологии и многое, многое другое. Через несколько веков большинство белков организма будут изучены, и ученые смогут поведать все об их свойствах, а сейчас мы должны позаботиться о системе контроля за продукцией. И не важно, что это — самолеты, биологически активные добавки к пище, винно-водочные изделия или ГМ-кукуруза.
В анонсе статьи использована иллюстрация Jane Ades, NHGRI
Читайте также в журнале «Вокруг света»:
- Наследственность на заказ
- Великая тайна жизни
- Природные каверзы на уровне клетки
- Модифицированная трапеза
