Скрытые связи
Шрифт:
Множественность путей — это, безусловно, неотъемлемое свойство любой сети; его можно даже считать определяющей характеристикой сетевой структуры. Поэтому нет ничего удивительного в том, что нелинейная динамика (математический аппарат теории сложных систем, идеально пригодный для анализа сетей), способна привести к важнейшим выводам относительно природы устойчивости биологического развития.
На языке теории сложных систем процесс биологического развития, формирования зародыша из рассредоточенной совокупности клеток, представляет собой непрерывное развертывание нелинейной системы [51]. Такой «клеточный пласт» обладает определенными динамическими свойствами, обусловливающими последовательность
Отличительным свойством сложных нелинейных систем является проявление ими в той или иной мере «структурной устойчивости». Возмущение или деформация бассейна аттракции до некоторых пор не сказывается на основных характеристиках системы. По отношению к развивающемуся эмбриону это означает, что можно в какой-то мере изменить начальные условия этого процесса, не повлияв существенно на развитие в целом. Такая устойчивость, совершенно загадочная с точки зрения генетического детерминизма, видится следствием наиболее фундаментальных свойств сложных нелинейных систем.
Поразительные успехи генетиков в области определения и расшифровки конкретных генов и картирования целых геномов принесли с собой растущее понимание того, что для подлинного раскрытия генетических феноменов нам нужно пойти дальше генного уровня. Может случиться и так, что нам придется вообще отказаться от концепции гена. Как мы уже видели, гены, вопреки постулатам генетического детерминизма, не являются независимыми и обособленными агентами, обусловливающими биологические феномены, и даже их структура с трудом поддается точному определению.
Генетики испытывают трудности даже в том, чтобы прийти к согласию относительно количества генов в человеческом геноме, так как доля генов, ответственных за кодирование синтеза аминокислотных последовательностей, по всей видимости не превышает двух процентов. А с учетом того, что эти кодирующие гены фрагментированы, перемежаются длинными некодирующими последовательностями, ответить на вопрос, где начинается и заканчивается конкретный ген, оказывается далеко не простым делом. До завершения проекта «Геном человека» оценки общего количества человеческих генов колебались в пределах от 30 до 120 тысяч. Нижний предел этой оценки представляется сегодня более соответствующим действительности, однако не все генетики с этим согласны.
Дело вполне может обернуться так, что всё, что мы сможем сказать о генах, — это то, что они представляют собой непрерывные или фрагментированные участки ДНК, точная структура и конкретная функция которых определяются динамикой окружающей эпигенетической сети и могут изменяться в зависимости от обстоятельств. Генетик Уильям Гелбарт идет еще дальше:
В отличие от хромосомы, ген — это не физический объект, а только лишь концепция, вокруг которой за прошедшие десятилетия скопилось множество предрассудков... Вполне возможно, что наступит день, когда от термина «ген» уже не будет никакой пользы и употребление его, по существу, превратится в препятствие на пути осмысления генома [53].
В своем широком обзоре современного состояния генетики к схожим выводам приходит и Эвелин Фокс Келлер:
До широких масс этой идее еще предстоит дойти, но все большее число тех, кто работает на переднем крае науки, явственно убеждаются, что примат гена
То обстоятельство, что многие ведущие исследователи в области молекулярной генетики осознают теперь необходимость выхода за рамки концепции генов ради более широкого эпигенетического взгляда, весьма важно для наших попыток оценить нынешнее состояние биотехнологии. Мы увидим, что все те проблемы, которые влекут за собой попытки выяснить связь между генами и болезнями, использовать клонирование в медицинских исследованиях и применять биотехнологии в сельском хозяйстве, обусловлены узостью концептуальной основы генетического детерминизма и скорее всего не исчезнут, пока главные поборники биотехнологий не утвердятся в более широких системных представлениях.
С возникновением в 70-х годах методик ДНК-секвенирования и генного сплайсинга новообразованные биотехнологические компании, прежде всего, обратились к медицинским приложениям генной инженерии. Основываясь на предположении, что гены определяют биологическую функцию, было естественно заключить, что первоначальные причины биологических расстройств следует искать в генетических мутациях. Соответственно, генетики поставили перед собой задачу точно определить гены, ответственные за конкретные заболевания. В случае удачи, думали они, мы научимся предотвращать и лечить «генетические» болезни, исправляя или заменяя дефектные гены.
Несмотря на то, что реальных терапевтических успехов подобных методик можно было ожидать лишь в отдаленном будущем, биотехнологические компании увидели в развитии генной терапии небывалые возможности для бизнеса и стали настойчиво пропагандировать свои генетические исследования в прессе. Год за годом броские заголовки газет и передовицы журналов бодро рапортовали об обнаружении новых «болезнетворных» генов и соответственно открывающихся терапевтических возможностях. Несколько недель спустя за ними, как правило, следовали опасения серьезных ученых, публиковавшиеся, однако, в виде небольших заметок в общей массе новостей.
Генетики вскоре обнаружили огромную дистанцию между умением идентифицировать гены, участвующие в развитии болезни, и возможностью определить их точную функцию, не говоря уже о перспективах манипулирования ими для получения желаемого результата. Как мы теперь знаем, дистанция эта — прямое следствие несоответствия линейных причинно-следственных цепочек, выстраиваемых генетическим детерминизмом, характеру нелинейных эпигенетических сетей биологической реальности.
Сам пресловутый термин «генная инженерия» подразумевает, что манипулирование генами — это конкретная и полностью понятная механическая процедура. В самом деле, именно так ее обычно и преподносит популярная пресса. Как пишет биолог Крейг Холдридж:
Мы слышим о том, как гены вырезают и сшивают при помощи ферментов, об изготовлении новых конструкций ДНК и введении их в клетку. Клетка встраивает ДНК в свой механизм, который начинает считывать информацию, закодированную в новой ДНК. Эта информация затем проявляется в построении соответствующих белков, выполняющих в организме те или иные функции. В конце концов в результате этих, якобы точно выверенных, процедур трансгенный организм приобретает новые качества [55].