Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде
Шрифт:
Гонка статусов тем самым не закончилась. Вентер по-прежнему активно проводит исследования. Так, в настоящее время он, вычитая ген за геном из ДНК микробов, пытается определить минимальный размер генома, необходимый для жизни. Публикация собственного генома, какой бы скандальной она ни казалась, дает Вентеру преимущество в борьбе за Нобелевскую премию – награду, которую, говорят, он очень жаждет получить. Нобелевскую премию может получить не больше трех ученых одновременно, но и Вентер, и Коллинз, и Салстон, и Уотсон имеют все основания претендовать на нее в одиночку. Шведский Нобелевский комитет может проигнорировать нехватку хороших манер у Вентера и выдать премию ему одному за все безупречные труды. Если так произойдет, Вентера все же стоит признать победителем геномной войны [96] .
96
С другой стороны, поражение в борьбе за Нобелевскую премию парадоксальным образом может поспособствовать репутации Вентера. Поражение подчеркнет его статус аутсайдера (что лишь расположит к нему многих) и даст историкам повод для многолетнего спора, сделав Вентера центральной (возможно, и самой трагической) фигурой в истории проекта «Геном человека».
Имя Уотсона
Если же Нобелевская премия все же достанется Уотсону или ее выиграет Салстон, то они догонят пока единственного двукратного обладателя премии по физиологии и медицине – Фредерика Сенгера. (Джон Салстон получил свою премию в 2002 году за работы с геномом червя). Впрочем, Салстон, как и Уотсон, уже успел впутаться в неприятную историю. Когда в 2010 году арестовали основателя WikiLeaks Джулиан Ассанж – будучи обвиненным в сексуальных домогательствах, находясь на родине Нобеля, в Швеции – Салстон предложил несколько тысяч фунтов, чтобы освободить журналиста под залог. Похоже, что заинтересованность Салстона в существовании свободного и беспрепятственного потока информации не ограничивается стенами лаборатории.
Так что же вся эта геномная гонка принесла нам, профессиональным ученым? Каждый делает свои выводы по этому поводу. Большинство специалистов, занимающихся генетикой человека, направляют усилия на лечение заболеваний, и они убеждены, что проект «Геном человека» сможет выявить, какие гены отвечают за болезни сердца, диабет и прочие широко распространенные недуги. Конгресс потратил три миллиарда долларов на эту довольно туманную перспективу. Однако, как указывали Вентер и другие ученые, с 2000 года не появилось практически ни одного генетически обоснованного лекарственного препарата – и не появится в ближайшем будущем. Даже Коллинз, нервно сглотнув, со всей присущей ему дипломатией признал, что темпы предполагаемых научных открытий лишь разочаровывают. Оказалось, что многие распространенные заболевания обусловлены гораздо большим количеством мутировавших генов, чем это представлялось вначале, а разработать лекарство, которое способно поразить больше, чем пару генов, практически невозможно. Что еще хуже, ученые не всегда могут отличить значимые мутации от безвредных. А в некоторых случаях и вовсе не могут определить, имеет ли место мутация. Основываясь на моделях наследования, они знают, что некоторые заболевания имеют определенные генетические признаки, но тщательное исследование ДНК больных людей в поисках нужных генов ничего не дает: хорошо если находятся какие-то общие генетические дефекты. А «ДНК-вредительница» бесследно исчезла.
Эти неудачи могут быть обусловлены несколькими причинами. Возможно, истинные причины болезней скрываются в некодирующей ДНК, за пределами генов, в участках спирали, о которых мы пока имеем весьма смутное представление. Возможно, одинаковые мутации у разных людей вызывают неодинаковые заболевания, так как имеют место взаимодействия с различными генами. Возможно, хоть и маловероятно, что у некоторых людей есть дупликаты отдельных генов, которые очень важны для каких-то целей. Возможно, что секвенирование, с разбитием хромосом на мелкие частицы, разрушает важную информацию о структуре хромосомы и вариациях в ее строении, которые могут рассказать ученым, какие гены и каким образом участвуют в совместной работе. Самая пугающая из всех версий, изобличившая наше фундаментальное невежество, – идея, что болезней как таковых не существует. Когда врачи видят схожие симптомы у разных пациентов – колебание уровня сахара в крови, боль в суставах, высокий уровень холестерина, – они спокойно делают одинаковые выводы. Однако для регулирования уровня сахара и холестерина требуется совместная работа множества генов, и мутация в одном из них может разрушить всю систему. Другими словами, даже если масштабные симптомы идентичны, лежащие в их основе генетические причины, которые должны определяться и лечиться врачами, могут быть различными. Некоторые биологи, говоря об этом, переделывают цитату Льва Толстого, говоря, что все здоровые организмы здоровы одинаково, а каждый больной – болен по-своему. В силу описанных причин медики порой мямлят, что проект «Геном человека», как бы так сказать, пока что провалился. Если так оно и есть, то самым подходящим сравнением из мира большой науки будет вовсе не Манхэттенский проект, а космическая программа «Аполлон», которая сначала доставила человека на Луну, а потом угасла.
Опять же, какими бы ни были недостатки (пока существующие) в медицине, секвенирование генома человека могло изменить, если вовсе не перестроить заново, практически каждую область биологии. Секвенирование ДНК позволило сделать молекулярные часы более точными и доказало, что животная ДНК дала убежище огромным участкам ДНК вирусной. Секвенирование помогло ученым реконструировать происхождение и развитие сотен ветвей эволюции, включая и наших родственников-приматов. Секвенирование помогло проследить историю глобальных человеческих миграций и показало, как близки мы были к вымиранию. Оно определило, что у человека не так-то много генов (кстати, в «генетическом тотализаторе» выиграла самая низкая ставка – 25 947), и заставило ученых осознать, что исключительные качества, которыми обладают лишь люди, обусловлены не столько наличием специальной ДНК, сколько особым упорядочением и соединением участков спиралей.
Наконец, получение полного генома человека – и особенно индивидуальных геномов Уотсона и Вентера – подчеркнуло, что многие ученые в погоне за расшифровкой генома не принимали во внимание разницу между чтением и пониманием генома. Оба ученых сильно рисковали, публикуя свои геномы. Специалисты по всему миру корпели над геномами, изучая символ за символом, разыскивая недостатки или компрометирующие факты. Уотсон и Вентер по-разному воспринимали этот риск. Ген АпоЕ усиливает нашу способность питаться мясом, но и (по некоторым версиям) увеличивает риск болезни Альцгеймера. Бабушка Уотсона была жертвой этого расстройства, и сам он очень болезненно относился к перспективе потерять рассудок, поэтому просил, чтобы специалисты не оглашали информацию о состоянии его собственного АпоЕ. К сожалению, ученые, которым он доверял, не сохранили в тайне результаты синтеза [97] . Вентер не скрывал никаких сведений по поводу своего генома и даже наоборот – выложил в открытый доступ результаты своего медицинского обследования.
97
Информацию о состояниии ApoE Уотсона опубликовал непрофессиональный биолог Майк Кариазо, воспользовавшийся преимуществами генетического автостопа. Этим явлением обусловлено то, что каждая версия гена обладает, по чистой случайности, определенными версиями других генов, связанных с ней – генов, вместе с которыми она передается из поколения в поколение (если же на этом участке нет других генов, то есть по крайней мере мусорная ДНК, связанная с этим геном). Соответственно, если вы хотите узнать, какой версией ApoE обладает конкретный человек, можно взглянуть не только на сам ApoE, но и на гены, которые его окружают. Ученые, ответственные за удаление данные о геноме Уотсона, конечно же, были в курсе этого, и уничтожили генетическую информацию вокруг ApoE – но уничтожили не полностью. Кариазо осознал эту ошибку и опубликовал информацию об ApoE Уотсона, просто ознакомившись с той информацией о его ДНК, которая была доступна.
Миша Ангрист в своей книге Here Is a Human Being упоминал, что открытие Кариазо просто шокировало научное общество – не в последнюю очередь потому, что его автор был ничем не примечательным космополитом. «Факты были неопровержимы: нобелевский лауреат [Уотсон] просил, чтобы из его более чем 20 тысяч генов… только один – один! – несчастный ген не был опубликован, – писал он. – Эту задачу доверили специалистам из Бэйлорского университета, одного из центров мировой геномики… Но команду из Бэйлора провел тридцатилетний самоучка со степенью бакалавра, который предпочитал проводить время в основном на границе Таиланда и Мьянмы, продавая ноутбуки и обучая местных детей программированию и поиску в Гугле».
Что же это нам дает? Неужели геномы Уотсона и Вентера лгут? Или их как-то не так прочитали? У нас нет оснований считать Уотсона и Вентера какими-то особенными людьми. Наивное прочтение чьего-либо генома, наверное, приговорило бы любого человека к болезням, уродствам и быстрой смерти. Однако же большинство из нас выживает. Это значит, что вроде бы могущественная последовательность А-Ц-Г-Т может быть ограничена экстрагенетическими факторами, включая нашу эпигенетику.
Глава 15. Как пришло, так и ушло
Почему однояйцевые близнецы могут быть вовсе не одинаковыми?
Приставка эпи-обозначает, что что-то размещается на чем-то другом. Растения-эпифиты растут на прочих растениях. Эпитафии и эпиграфы появляются на надгробных плитах и в пафосных книгах. Зеленые предметы, например трава, могут отражать световые волны длиной 550 нанометров («феномен»), но наш мозг воспринимает этот свет как цвет — понятие, связанное с памятью и чувствами («эпифеномен»). Когда проект «Геном человека» заставил ученых сомневаться в некоторых вещах даже больше, чем раньше, – к примеру, как 22 тысячи генов (меньше, чем у винограда!) смогли построить сложное человеческое существо? – генетики стали уделять больше внимания регуляции генов и взаимодействию генотипа и среды, включая эпигенетику.
Как и генетика, эпигенетика включает в себя передачу по наследству определенных биологических признаков. Но в отличие от генетических изменений эпигенетические не влияют на устоявшуюся последовательность А-Ц-Г-Т. Вместо этого эпигенетические наследования влияют на то, как клетки получают, читают и используют ДНК. Гены ДНК – это, говоря компьютерным языком, хард, а эпигенетические факторы – софт. И в то время как биология разграничивает внешнюю среду и мир генов, эпигенетика причудливо совмещает их. Она даже намекает на то, что периодически мы можем наследовать внешние факторы, то есть сохранить биологическую память о том, что наши матери и отцы (или бабушки и дедушки) ели, чем дышали, как выживали.
Честно говоря, отличить настоящую эпигенетику («мягкое наследование») от прочих взаимодействий генетических и внешних факторов довольно сложно. Ясности никак не способствует то, что эпигенетика традиционно была этаким мусорным пакетом идей, куда научные работники скидывали каждую забавную наследственную черту, которую находили. Но главное то, что эпигенетика имеет действительно проклятую историю, где хватает и голода, и болезней, и суицидов. Но ни одна другая отрасль не является столь многообещающей для достижения главной цели биологии человека: перескочить от молекулярных мелочей генома человека к пониманию всех причуд и индивидуальностей полноценного человеческого существа.
Хотя эпигенетика является передовой отраслью науки, она возвращает к жизни один из самых древних споров в биологии, который вели предшественники Дарвина – француз Жан-Батист Ламарк и его соотечественник, наш старый знакомый барон Кювье.
Так же как Дарвин сделал себе имя, изучая не самые известные виды (усоногих раков), так и Ламарк собаку съел на изучении «червей». В то время под этим понятием объединялись также медузы, пиявки, слизни, осьминоги и прочие скользкие твари: натуралисты не снисходили до того, чтобы классифицировать их подробнее. Ламарк был более внимательным и разборчивым, чем его коллеги, поэтому он решил спасти всю эту живность от таксономической безвестности, выделяя уникальные черты каждого вида и согласно этому разделяя их на отдельные типы. Вскоре он ввел для них термин «беспозвоночные», а в 1802 году пошел дальше, придумав слово «биология» для обозначения всей области науки, которой интересовался.