Максим Чертанов - Дарвин

Дарвин в «Изменениях» писал, что развитие живого существа и регенерация его органов — один процесс, там и там идет строительство клеток. Рождается ли маленькая ящерица, отращивает ли хвост взрослая, затягивается ли кожей рана на пальце — все это делают геммулы, управляющие и наследственностью, и регенерацией. Сейчас известно, что у развития организма и регенерации действительно один механизм: эмбриональные стволовые клетки «строят» ребенка, превращаясь в клетки кожи, легких, костей; то же они делают, когда надо восстановить поврежденную ткань. В ДНК хранится схема, по которой из стволовых клеток формируется тело ящерки или человечка, схема для вида постоянна, все развиваемся одинаково. Но потом-то все у всех по-разному: один порезал палец и ему нужна новая кожа, другому требуется регенерация кишечника… Как ДНК, неповоротливый бюрократ, может управлять этими процессами? Но ДНК и не управляет, она лишь обеспечивает возможность регенерации, а сам процесс превращения стволовых клеток в нужные регулирует одна из разновидностей микро-РНК: услыхали, что где-то поврежден белок, скомандовали нужным генам включаться… Передастся ли и этот рецепт по наследству? Некоторые хвалятся тем, что на них все заживает «как на собаке»; нередко выясняется, что такими же были их родители. Но пока неясно: то ли эта способность содержалась в их ДНК изначально, то ли малютки РНК вписали туда схему «вкл — выкл».

У грызунов есть любопытное явление: парамутация. У взрослых мышей искусственно вызвали генную мутацию, делающую хвосты белыми, их дети и внуки рождались белохвостыми, но, как выяснилось, «гена белохвостости» они не имели (через несколько поколений это явление сходило на нет). Как может существовать то, что вообще не прописано в ДНК? Видать, и тут без каких-то РНК не обошлось, и ведут они себя точно как геммулы: передают по наследству приобретенный при жизни признак.

Не все кандидаты в геммулы принадлежат к семье РНК. Вот, например, микровезикулы — частички, снующие в плазме крови и прочих «реках» организма. В XX веке их считали мусором, в XXI обнаружили, что они разносят информацию. Если клетки где-то повреждены, они высылают стволовым клеткам микровезикулы с мольбой о помощи, а те отправляют обратно микровезикулы с бригадой врачей (РНК и белков): прибыв, они лечат клетку, включая и выключая гены. Только по наследству все это не передается: ни повреждение, ни лечение. Хотя… Т. Романовская: «Если учесть существование таких гибко управляемых систем многоклеточного организма, как 1) перенос между клетками микровезикул, содержащих РНК-копии различных генов (которые в соматических клетках могут приобретать какие-либо мутации), 2) обратная транскрипция и 3) рекомбинация генетического материала в генеративных клетках, то процесс "осознанного" переноса новых вариантов генов из соматических клеток в генеративные видится не таким уж невероятным событием, как это казалось прежде». Впрочем, микровезикула лишь автомобиль, перевозящий РНК-существа, так что опять все сводится к ним, любимым.

Долго считали, что включением и выключением генов заведуют исключительно белки. Ведь они на самом деле не кирпичи, а сложные механизмы: компьютеры и айфоны, реакторы и коллайдеры; они регулируют жизнь клеток. Белки-ферменты ускоряют химические реакции, белки-антитела обезвреживают заразу. Они управляют генами в зависимости от потребностей клетки: накопилось там чересчур много какого-нибудь вещества — белок дает гену сигнал прекратить его производство. Однако в 2002 году открыли, что представители РНК — рибопереключатели — могут делать это без всяких белков. Да что там, РНК могут целую хромосому выключить…

Если искать кого-то, умеющего реагировать на то, что с нами происходит, и отдавать организму соответствующие команды, вряд ли найдешь кандидата лучше, чем нейромедиаторы. Эти умные вещества образуются в нервных клетках и делают удивительные вещи. Вы пишете отчет, все ушли на обед, а вам некогда. Сослуживцы вернулись, благодушные, сытые, скоро вы почувствуете, как они вас раздражают, и начнете рявкать: заткнись! не бери мою ручку! — а они хихикают и не понимают, отчего вы злитесь, — и вот вам уже хочется их убить. Но как только вы поели, злоба прошла и уже стыдно: чего я так злился? Голодный был, вот и злился. Поел — подобрел. Это сделал нейромедиатор дофамин, выделяющийся после еды и дарящий чувство эйфории. Поранились — больно — начнет вырабатываться другой нейромедиатор, из семейства эндорфинов, и успокоит боль.

Такие мимолетные воздействия, конечно, по наследству не передаются. Но нейромедиаторы могут также работать гормонами, то есть передавать информацию не от одних нервов другим (еда — наслаждение), а от нервов всему организму (еда — ожирение); тот же дофамин повышает давление, тормозит работу желудка. Это уже серьезнее. Гормоны могут ускорять или замедлять работу генов; если вы испытываете какие-то воздействия постоянно и соответствующие гормоны вырабатываются постоянно, создается еще одна схема генных «вкл — выкл», которую называют «гормональным фоном». Передается ли она по наследству? Британские ученые считают, что, если беременная ест много жирного, у ребенка появляется лишний вес, хотя в его ДНК склонность к ожирению не вписана. Так что в геммулы можно записать и гормоны. Впрочем, читатель уже, наверное, заподозрил, что и гут не обошлось без подстрекательства этих, с лишним атомом кислорода, который они вечно суют куда не просят. Может быть. Их рука всюду. А ведь было же, наверное, время, когда их не было, золотое время: стабильность, покой?..

Было или не было и что об этом думал Дарвин, мы скоро узнаем, а пока закончим разговор о наследовании приобретенных при жизни признаков. Оно не противоречит науке. Приобретенные признаки могут наследоваться разными способами. Но они этого почти никогда не делают. Не потому, что это невозможно. Теоретически любая здоровая женщина может за свою жизнь родить 30 детей. Это не противоречит науке. Но так не поступают: это неудобно. Люди могут ходить на четвереньках, но не ходят, потому что им это не нужно и неудобно. То же с наследованием приобретенных признаков. Сложным организмам оно неудобно. Если бы оно встречалось часто, жизнь превратилась бы в кошмар. Вы порезали палец — информация об этом несется в вашу ДНК (команда зачинать ребенка с раной на пальце), зажил палец — отсылается новая информация, отменяющая прежнюю; похудели, загорели, фонарь под глазом поставили — обо всем тотчас будет доложено наверх; весь ваш организм заполонят курьеры, и ему будет некогда заниматься важными делами. Уже первым многоклеточным для жизни в облюбованной ими нише, куда более богатой, чем у бактерий, но и более сложной, потребовались совсем другие умения. (Но ведь наследовать иммунитет к каждой болезни было бы удобно? Иммунологи считают, что нет: вирусы эволюционируют так быстро, что за всеми не угонишься, лучше, как сейчас, иметь лимфоциты, которые методом тыка отыщут нужное антитело.)