Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Для своей работы Притчард с коллегами внимательно изучил исследование по полногеномному поиску ассоциаций, которое Хиршхорн с соавторами опубликовал в 2014 г. В том исследовании команда Хиршхорна проверила 2,4 млн генетических маркеров у четверти миллиона человек. Они искали такие генетические варианты, которые были бы явно связаны с ростом. Настолько явно, что уверенно исключалась возможность простого совпадения.

В результате исследования Хиршхорн с коллегами получил список из примерно 700 генов, заметно связанных с ростом. Кроме того, ученые нашли множество других – неоднозначных – вариантов, которые не полностью соответствовали их строгим стандартам. Эти аллели могли иметь слабое влияние на рост либо проявиться в исследовании случайно. Для подобных неоднозначных вариантов Притчард использовал новые статистические методы – чтобы проверить, не удастся ли ему отделить генетические зерна от плевел.

Работая совместно с коллегами, он находил людей, у которых было две копии исследуемого аллеля, и проверял их рост. Затем определялся рост людей с одной копией и тех, у кого вообще не было такого аллеля. Во многих случаях это сравнение дало небольшие, но ощутимые результаты. Две копии какого-то аллеля отвечали за рост ниже среднего уровня, наличие одной копии делало рост чуть выше, а отсутствие этого аллеля еще сильнее увеличивало рост. Затем Притчард и его коллеги исследовали новую группу из 20 000 человек, чтобы проверить свои результаты. Они обнаружили такое же влияние тех же аллелей.

Особенно поразительным в этом исследовании является количество аллелей, которые выявил Притчард с коллегами. Ученые обнаружили, что из всех анализируемых маркеров на рост влияют 77 %, а это почти 2 млн участков человеческой ДНК. Участки эти отнюдь не были сосредоточены вокруг нескольких генов на какой-то одной хромосоме. Они располагались на всех хромосомах, охватывая весь человеческий геном.

Многие из этих участков, по-видимому, размещались в кодирующей последовательности генов, и изменения в них приводили к изменениям в структуре кодируемых белков. Однако другие участки могли быть связаны и с изменениями в тех областях ДНК, которые работают как переключатели, включая и выключая гены. Каждый из примерно 2 млн вариантов в среднем оказывал очень слабое влияние на рост, добавляя или вычитая значение, не превышающее толщину человеческого волоса. Но в совокупности вся эта огромная армия аллелей меняла рост значительно заметнее, чем те сильно влияющие гены, которые Хиршхорн с коллегами включил в свой список.

Обычно генетики называют рост полигенным, т. е. обусловленным работой многих генов признаком. Притчард считает, что нужен новый термин – «омнигенный» [639] Pritchard 2017. .

Если рост действительно омнигенен, как предполагает Притчард, нам надо переосмыслить свои представления о работе клеток. Есть основная группа генов, которые в ростовых пластинках определяют, какого роста мы будем. Но некоторые из них выполняют и другую работу. Они трудятся совместно с другими генами и в других типах клеток. Можно представить наши гены как совокупность сетей. Существует сеть генов, которые работают бок о бок в клетках ростовых пластинок. Но вы можете увидеть эти гены и в других сетях. Благодаря особенностям их организации один ген отделен от любого другого в геноме всего несколькими посредниками. Из-за таких связей мутация в одном гене может повлиять на признак очень значительно. Мутация в гене, не имеющем прямого отношения к росту, через сеть других генов может воздействовать на тот, который связан с ростом. Выясняя механизмы наследования роста, ученым, возможно, придется расширить свои поиски и охватить весь геном.

В 1864 г. 42-летний Фрэнсис Гальтон как-то позировал для фотопортрета. К среднему возрасту он отрастил бороду, обрамлявшую нижний край лица. Его куполообразная голова была прикрыта волосами лишь по бокам и сзади. Гальтон оперся левой рукой на книжную полку рядом с глобусом – образцовый географ! Рядом с ним стоял стул, на сиденье которого, подобно кастрюле, возвышался полями вверх цилиндр. Резная спинка стула доходила почти до верхней части бедра Гальтона – непреднамеренно служа линейкой, свидетельствующей о его высоком росте. Другими словами, на этой фотографии был изображен типичный высокий викторианский джентльмен: совокупность 37 трлн клеток XIX в., образовавшихся делением за годы детства в богатой британской семье [640] См.: Fancher 1987; Gillham 2001. .

Гальтон унаследовал это богатство, но не через гены [641] См.: Pearson 1930; Smith 1967. . Его прапрадед Джозеф Фармер в начале XVIII в. открыл маленькую кузницу в Бирмингеме, где зарабатывал на жизнь, изготовляя клинки и детали для огнестрельного оружия. В 1717 г. Фармер вложился в рискованное дело, которое потом приносило плоды на протяжении нескольких поколений. Отправившись в американские колонии, он построил в Мэриленде кузницы и печи, где можно было выплавлять железо из руды, добываемой в близлежащих шахтах. Фармер переправлял металл на свои заводы в Бирмингеме, где тамошние работники создавали из него более дорогие товары. Благодаря усилиям подобных ему бизнесменов Мэриленд стал в XVIII в. одним из мировых поставщиков железа. Фармер гордился своим «плантационным» железом, которое называлось так по очень простой и выгодной причине: на металлургическом заводе в Мэриленде в значительной степени использовался труд африканских рабов [642] См.: Lewis 1974; Maryland State Archives 2007. .

Когда Фармер в 1741 г. умер, его дело перешло сыну Джеймсу, который решил специализироваться на пружинах для оружейных замков и стволах для мушкетов. Часть прибыли его семья вложила в рабовладельческие компании в Лиссабоне, еще увеличив свое богатство. Через пять лет сестра Джеймса вышла замуж за прадеда Фрэнсиса – Самюэля Гальтона. Самюэль был небогатым галантерейщиком, и шурин взял его к себе помощником. Вскоре Самюэль стал его деловым партнером.

Оружие и рабство все сильнее переплетались в семейном богатстве Гальтона [643] Richards 1980. . К 1750-м гг. Гальтоны поставляли более 25 000 единиц оружия в год европейским торговцам, которые продавали его африканским государствам, участвующим во все более кровопролитных войнах. Воюющие государства в боях захватывали пленных, а затем продавали их европейским работорговцам. Вскоре они начали требовать, чтобы за рабов платили оружием, а не золотом.

Самюэль Гальтон получил единоличный контроль над фирмой и начал поставлять оружие британскому правительству, которое использовало его мушкеты против американских повстанцев. Когда сын Самюэля, Самюэль Джон Гальтон, достиг совершеннолетия, он приобщился к семейному бизнесу, и, работая вместе, два Самюэля за несколько десятилетий расширили свое дело. Ко времени, когда старший Самюэль умер, было накоплено уже 139 000 фунтов. Внучка Гальтона потом писала: «Эта удача – плод Божьего благословения его производства» [644] Цит. по: Pearson 1930, p. 41. .