О геноме океана, связи Голодомора и диабета, а также коэффициенте наследуемости

О современной генетике, связи Голодомора и диабета, религии как инфекционном заболевании — Александр Коляда, генетик, научный сотрудник Лаборатории эпигенетики Института геронтологии НАМНУ:

— Крейг Вентер — известный генетик, которого можно назвать героем нашего времени, осуществившим проект «Геном человека». Государственный проект исследования человеческого генома начался в 1990 году под эгидой Национальной организации здравоохранения США. Почти каждая страна мира взяла на себя часть проекта — отдельную хромосому. Однако проект шел довольно медленно. В 1998 году американский исследователь Крейг Вентер и его фирма Celera Genomics запустили аналогичное исследование, финансированное частным капиталом. Ученый обещал секвенировать человеческий геном намного быстрее, чем весь мир. И он действительно это сделал. Его собственный проект был не только более быстрым, но и стоил 300 млн долл. в противовес государственному с 3 млрд долл.

По итогам работы с геномом человека в 2001-м вышло две публикации (однако и сегодня анализ еще не закончен) в топовых журналах — Science и Nature. В одной опубликовали результаты работы Вентера, в другой — геном, собранный учеными всего мира. Интересно, что только перечень ученых, участвовавших в государственном проекте, занимал три страницы мелким шрифтом.

Вентер пошел дальше: в 2008 году создал первый искусственный организм во Вселенной. Это некая бактерия с минимальным геномом, которая никогда не существовала. У нее нет родственников и аналогов. Генетик настолько пафосен, что в геном бактерии вставил свое имя, зашифрованное с помощью нуклеотидов.

В 2012 году Вентер просеквенировал геном океана. Это была бомба! Он сказал, что нет времени разбираться и считать все виды, которые живут в океане: мы раньше пересчитаем все гены. Вода из океана была взята из разных мест. Оказалось, что на 60% геном океана — это вирусы. На самом деле мы живем на планете вирусов. Если взять воздух или океан, основное, что мы там найдем, будут вирусы. Мы их не видим, но основное разнообразие составляют именно они, они древнее человека.

Геном человека, создание первого искусственного организма, исследование генома океана, скорее всего, это глобальная стратегия Вентера и его института J. Craig Venter Institute. Сегодня он занимается созданием некой водоросли, в геном которой будут встроены гены, после чего она сможет синтезировать нефть (или отдельные ее составляющие). Последние выпущенные отчеты очень оптимистичны. Вентер готовится к следующей революции — энергетической, когда каждый сможет вырастить нефть в чашке.

Как повлиял Голодомор на следующие поколения украинцев?

Повлияв на организм извне, мы можем придать ему новый признак — сегодня это активно развивающаяся область знаний, называемая эпигенетикой. То есть сегодняшние условия среды организма влияют на его потомков в будущем. Влияние это очень слабое, чтобы вывести новый сорт растений или новых людей, но оно присутствует. На генетический код могут наслаиваться метильные метки, которые сигнализируют чтецу (молекулам, которые будут считывать молекулу ДНК), что в данном месте генетического кода информацию считывать не нужно. Такие метки способны передаваться не только следующему поколению, но и через поколение.

Человечество в разных уголках мира в свое время переживало голод. Ученых очень интересует эта ситуация, ведь это уникальный природный эксперимент. Поэтому различные группы во всем мире изучают свой локальный голод. Это также и блокада Ленинграда, аналогичная ситуация с голодом была в Голландии. Наша лаборатория занимается Голодомором в Украине, были исследованы 20 тыс. людей. Оказалось, что у тех, кто находился в период голода в утробе матери, риск развития диабета II типа (инсулинонезависимого) существенно выше. Наши голландские коллеги провели свои исследования и раскопали причины, приводящие к такому результату. Оказалось, что у детей, чьи матери в период беременности сильно голодали, наносятся метки на гены, отвечающие за метаболизм глюкозы. В результате дети рождались с устоявшейся программой, что еды вокруг мало и ее нужно максимально накапливать. Слава Богу, еды стало больше, но программа-то осталась. Такие люди чаще других страдают ожирением и диабетом.

Есть также исследование потомков жертв Холокоста. Реакция на стресс у них повышена. Например, у тех, кто прошел войну, активнее развивается ПТСР (посттравматическое стрессовое расстройство). Сегодня Украина переживает военные действия. Как в дальнейшем это повлияет на следующие поколения? К сожалению, со стороны генетики такие исследования пока не ведутся, сегодня над этим активно работают психологи, но этого мало. Например, есть данные, что у детей, чьи матери были беременны ими и находились рядом с местом трагедии 11 сентября 2001 года в США, повышен уровень кортизона в слюне. Это означает, что эти дети более стрессированы. Организм матери отреагировал на увиденное и передал сигнал ребенку в утробе, а ведь это был всего один-единственный день!

Гены и воспитание: кто кого?

У каждого человеческого признака есть коэффициент наследуемости — цифра, которая указывает вклад генетики. Например, вклад генетики в вашу выносливость составляет 80%. Ваша реакция на стресс — это стопроцентно закодированный признак. Вы можете реагировать на стресс бурно или у вас может быть низкий порог стресса, эти типы реакции генетически определены. Влияние генетики на развитие гомосексуальности составляет 30%, шахматных способностей — 65%, скорости — всего 15%.

За способность отдавать кредит также во многом отвечает генетика. Однажды крупный американский банк решил проверить, сколько средств удастся сэкономить, если провести генетический анализ людей, которые собираются брать кредит. Им удалось подсчитать, что таким образом можно было бы сэкономить намного больше денег, чем прибегая к услугам специальных служб, выбивающих деньги у должников.

Однако здесь много моральных вопросов. Нужно также понимать, что гены никогда не обусловливают ваше поведение — они предрасполагают, но не обязывают.

Есть прецеденты, когда генетическая информация принималась в суде и в случае оправдания, и в случае отягощения вины человека. В Америке подозреваемому скостили срок, найдя у него ген, отвечающий за повышенную агрессивность у мужчин. Этот ген чаще встречается у мужчин с асоциальным поведением, у тех, кто сидит в тюрьмах... Такой случай пока единичный и он до сих пор дискутируется: можно ли использовать здесь генетику или нет?

Сложнее история с мальчиком, который совершил убийство своего родственника, сделав это под действием антидепрессанта. У этого мальчика антидепрессант (как и у 15% населения Америки) привел к нарушению умственной деятельности, повышению агрессивности. Эта связь была доказана. Однако мальчик до сих пор сидит в тюрьме. Вопрос остается открытым: кто виноват в этом случае? Мальчик или фармкомпания, которая не указала в инструкции подобного побочного действия лекарства?

Важно ли знать родителям то, что мы передаем своим детям? Это имеет вес, например, в плане спорта, так называемая генетическая профориентация. Проанализировав геном ребенка, можно сказать, какие у него будут генетические характеристики. Например, какова склонность к высокому росту, мышечные волокна будут закладываться быстрого типа или медленного — в основном эти знания распространяются на человеческое тело.

Если говорить о психологии, то характер человека, его склонности закладываются во взаимодействии клеток мозга. Ребенок рождается и первые несколько лет жизни у него активно происходит формирование контактов в сером веществе. На это можно повлиять так называемой богатой внешней средой, которая влияет на ширину связей, образующихся в мозге.

Есть аллегория, что гены — это вода в кране, кран — это окружающая нас среда. Генотип может быть водой наподобие боржоми, а кран может быть закрыт или открыт, может быть ржавым... Образом жизни мы регулируем гены.

Показательна история серийного убийцы Чикатило. У него осталось немало детей. Двух из них нашли. Один стал успешным лондонским банкиром, второй — асоциальным элементом, сидел в тюрьме. Им задали один и тот же вопрос: как вы, зная, кто ваш отец, стали таким человеком? Ответ был одинаковым: а как я с таким отцом мог стать другим человеком? Один воспринял это как посыл к действию: у меня есть предрасположенность, я буду с ней бороться. Второй воспринял нехорошие гены как повод для собственной слабости: у меня плохая наследственность, что я могу сделать?

Есть гены склонности к зависимости, которые на 15% повышают риск игромании, наркомании и алкогольной зависимости. Но эти же гены встречаются у людей, деятельность которых связана с открытиями, инновациями и т. д. Такой ребенок на каком-то этапе начинает чувствовать потребность в новизне, удовольствия от окружающего мира ему недостаточно — он ищет еще что-то. Кто-то находит это в путешествиях, работает на National Geographic, открывает новые земли, а кто-то — в бутылке водки или новой дозе наркотического вещества. Зная о таких предрасположенностях, можно работать со своими детьми, учить их получать «хорошую новизну».

Религия как... инфекционное заболевание

Есть ли ген веры, религиозности? Канадский исследователь пытался ответить на этот вопрос, о чем рассказал в своей книге «Ген Бога». Автору так и не удалось найти ген веры.

Сегодня есть публикации, которые дают новую, достаточно провокационную идею о том, что религиозность отчасти может быть обеспечена микробиомом нашего организма. То есть в религиозности присутствует инфекционная составляющая. Верой можно заразиться, ее можно передать дальше. Некоторые антибиотики могут уничтожить веру. Есть известная статья российских авторов, которые говорят, что все религиозные ритуалы связаны с контактом с чем-то — Шива Гаджан в Индии, причастие в христианстве, а также когда вы целуете иконы, трете статуи. За счет причастия из одной чаши испивает много человек, тем самым они стопроцентно обмениваются микробами.

В природе много случаев, когда микробы меняют поведение животных. У дрозофил брачное поведение на 90% обеспечено микробами. Микробы диктуют им, каких партнеров выбирать. У муравьев есть микроскопические грибки, которые заставляют их кончать жизнь самоубийством. Под действием грибка муравьи выползают на вершину стебелька и становятся легкой добычей для птиц. А грибку просто нужно попасть в следующего хозяина. То же самое происходит с токсоплазмой, кошками и мышами. Зараженные этим простейшим паразитом мыши начинают вести себя менее обдуманно и чаще попадаются кошкам, то есть происходит дальнейшая передача.

Пока точных доказательств, что религия имеет инфекционную природу, нет. Однако биологических причин, почему бы это не сработало, также нет. В природе это работает, люди в ходе религиозных ритуалов обмениваются микробами, то есть существуют все предпосылки к тому, что у религии есть инфекционная, вирусная, микробная составляющая.

Можно ли влиять на «плохие» гены?

Когда человек получает свои анализы, где указана его предрасположенность к чему либо, он начинает нервничать, искать средства и деньги против будущей болезни. С другой стороны, зная, к чему есть предрасположенность, вы вооружены и можете менять образ жизни и т. д. Сегодня появляются препараты, которые способны менять «плохие» гены. Они довольно дорогие — как первые в мире автомобили, однако, полагаю, ситуация со временем изменится.

Подготовила Оксана ШКЛЯРСКАЯ