Роберт Сапольски - Биология добра и зла. Как наука объясняет наши поступки

Вдохновленные подобными исследованиями, некоторые ученые предприняли изучение совместного влияния двух генов-кандидатов. Например, что будет, если имеются оба «опасных» варианта 5HTT и DRD4? Они усиленным образом (синергетически) увеличивают риск деструктивного поведения у детей; эта зависимость проявляется особенно явно в условиях плохих социоэкономических обстоятельств {452}.

Ох! На протяжении всех этих страниц мы обсудили всего лишь два гена и одно условие среды. И даже в этой малости ясности еще нет:

а) Как обычно, результаты не слишком надежные, варьируют от одного исследования к другому.

б) Как обычно, эффект влияния генов совсем невелик. Даже если известно, какие варианты гена-кандидата (или целого набора генов-кандидатов) присутствуют у человека, это не слишком помогает прогнозировать его поведение.

в) Но главное, что хотя мы уже знаем, как влияют 5HTT и DRD4, но есть же еще 19 998 генов и миллиард миллиардов их взаимовлияний со средой. И их тоже хорошо бы понять. Пришло время переключиться на вторую методологию оценки генетического эффекта – рассмотреть все эти 20 000 генов одновременно.

Весьма скромные результаты деятельности отдельных генов-кандидатов наводят на мысль об ограниченности данного подхода; можно сказать, что мы ищем там, где светлее. Помните анекдот? Человек ночью ползает под фонарем: «Что ты делаешь?» – «Да вот, ключ уронил, не могу найти». – «А где ты стоял, когда он упал?» – «Да там, около того дерева». – «А почему тогда здесь ищешь?» – «Ну здесь же светлее». Так и с генами-кандидатами: мы ищем там, где светлее, – изучаем только те гены, про которые уже что-то знаем, знаем, что они как-то связаны с поведением. Но вполне правомерно предположить, что среди остальных 20 000 найдутся интересные для нас гены, влияющие на поведение неизвестным для нас образом. И нужно отыскать их.

Самым распространенным способом подобных исследований стал полногеномный поиск ассоциаций (GWAS, англ . genome-wide association studies) {453}. Возьмем, к примеру, ген гемоглобина и посмотрим на 11-ю позицию в его нуклеотидной последовательности. У большинства людей в этом месте гена стоит один и тот же нуклеотид. Но есть своеобразные горячие точки, где нуклеотидные замены встречаются часто; у половины популяции в данной позиции один нуклеотид, а у второй половины – другой (причем из-за избыточности кода ДНК это не приводит к изменению аминокислотной последовательности). И подобных однонуклеотидных замен (однонуклеотидных полиморфизмов, ОНП) в геноме человека больше миллиона; они разбросаны по всему геному, встречаются и в белок-кодирующих участках, и в промоторах, и в загадочной «мусорной» ДНК. Можно набрать данных по ДНК у большой (побольше!) группы людей и посмотреть, найдутся ли связи между тем или иным признаком и ОНП. И если «причастный» к такой связи ОНП сидит в гене, то к этому гену следует присмотреться, он может участвовать в формировании признака [242].

Применяя методологию GWAS, вполне реально выявить кучу генов, которые ассоциированы с признаком. Некоторые, что обнадеживает, будут из уже известных генов-кандидатов. А другие – таинственно незнакомые. Поди узнай, что это за гены.

А вот похожий подход: у нас есть две группы исследуемых, одна с мышечной дистрофией, вторая без. Возьмем биопсию мышц у каждого индивида и заодно посмотрим, какие из примерно 20 000 генов экспрессируются (считываются) в мышечных клетках. Такой подход – «микроматричный анализ», или «ДНК-чип» – позволяет выявить те гены, которые экспрессируются в случае миопатии и неактивны у здоровых людей или же наоборот, но не у здоровых и больных одновременно. Найдите их – и вот вам для исследования новый набор генов-кандидатов [243].

По итогам же этих поисковых экспедиций с ловчими сетями [244]становится понятно, почему у нас такой скептический настрой в отношении генетики поведения {454}. Вот, например, классический GWAS, в ходе которого велся поиск генов, связанных с ростом. Чудовищно трудоемкое исследование – оно предусматривало чтение геномов 183 727 людей. 183 727 ! Тут нужно нанять целую армию ученых просто для того, чтобы подписать пробирки с материалом. Соответственно, у статьи по этой работе, опубликованной в Nature, около 280 авторов.

А результаты? Сотни генетических вариантов, как выяснилось, регулируют рост. Десяток из них, что уже было известно, связан с ростом скелета, но остальные представляют огромное белое пятно. Самый «влиятельный» аллель вносит в изменчивость роста 0,4 % – четыре десятых процента – и это наибольший индивидуальный вклад. В совокупности же сотни значимых для роста генов добавляют 10 % в общую изменчивость.

Обратимся к другому исследованию, теперь уже касающемуся веса (индекса массы тела). И снова фантастический материал – изучено около четверти миллиона геномов, а авторов в этой статье даже больше, чем в работе по росту. В данном случае наибольший вклад индивидуального гена оценен в 0,3 % от изменчивости индекса массы. Ясно, что и рост, и вес являются высокополигенными признаками. То же самое можно сказать про менархе (возраст прихода первых месячных). И более того, некоторые гены наверняка упущены из анализа, т. к. современная методика GWAS «не замечает» редких вариантов генов. Так что вышеперечисленные признаки регулируются, вероятно, сотнями генов {455}.

А как насчет поведения? В 2013 г. было проведено обширнейшее исследование по методологии GWAS, нацеленное на поиск генетических вариантов, связанных с успехами в образовании {456}. Естественно, была в работе сверхколоссальная выборка людей – 126 559 – и внушительное число исследователей – 180 человек. Наиболее высокий индивидуальный генетический вклад оценен в 0,02 % – две сотых одного процента от всей изменчивости по этому признаку. А все выявленные «интересные» варианты в сумме объясняли около 2 % общей изменчивости. В комментарии, сопровождающем данную работу, на этот счет имеется примечательной скромности высказывание: «Коротко говоря, успехи в образовании видятся исключительно полигенным признаком».

Успехи в образовании – сколько лет школы или колледжа закончил человек – сравнительно легко оценить. Но речь в этой книге идет и о более тонких и трудных для оценки поведенческих признаках. В различных исследованиях делались попытки выявить их связь с генетикой, но результаты оказывались приблизительно теми же: в итоге получался список генов-участников со своими вкладами в общую изменчивость, а дальше можно было порассуждать, что эти гены делают (понятное дело, начиная с тех, у которых вклад в изменчивость наибольший). Очень, очень тяжеловесный подход, к тому же он еще не вышел из своего младенческого возраста. Да еще вспомним влияние редких вариантов изменчивости [245], упущенных GWAS, а это значит, что генов-участников на самом деле еще больше {457}.