Шарон Моалем - А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания

Геном человека содержит три миллиарда пар нуклеотидов, которые в результате сложных взаимодействий делают нас такими, какие мы есть. Нам следует быть максимально осторожными, когда мы пытаемся вмешаться в этот процесс, особенно с учетом нашего непонимания его в настоящий момент. Когда стреляешь из пушки по воробьям, то можно не только промахнуться, но и причинить немало сопутствующего ущерба.

Словно это все было недостаточно сложным для понимания, метильные маркеры оказались не единственным способом включения и выключения генов. Существует целая система промоторов и репрессоров, которые определяют степень экспрессии того или иного гена – процесса, в ходе которого генетический код копируется на мРНК, а потом в соответствии с ним производится тот или иной белок. Эта система выполняет роль внутреннего регулировщика, способного включать, выключать или даже ускорять процесс производства любого белка в ответ на меняющиеся потребности организма.

Именно так, например, у людей снижается восприимчивость к наркотикам и алкоголю. Когда человек пьет спиртное, генетические промоторы в клетках его печени ускоряют процесс производства фермента (помните про алкогольдегидрогеназу?), который помогает его расщеплять.

Чем больше человек пьет, тем больше алкогольдегидрогеназы вырабатывает печень – она готовится к следующим порциям напитка на биологическом уровне.

Этот процесс может протекать и в обратном направлении – вы, наверное, замечали, что восприимчивость к алкоголю повышается после длительного воздержания от него – организм замедляет производство алкогольдегидрогеназы, когда в этом ферменте пропадает особая потребность.

Подобное явление наблюдается и с другими веществами, начиная от кофеина и заканчивая многими рецептурными лекарствами. Вам когда-нибудь выписывали лекарство, из-за которого у вас были неприятные побочные эффекты, однако врач обещал, что через пару недель они пройдут? Если с вами такое случалось и побочные эффекты действительно проходили, то вы испытали на собственном опыте другое проявление изменения экспрессии генов – ваш организм адаптировался к лекарству, подавив или усилив экспрессию определенных генов, чтобы вам было проще его перерабатывать.

Если вам действительно хочется понять, насколько мало ученым известно о возможных эпигенетических и материнских эффектах, примите во внимание следующую информацию. В течение месяцев, следовавших за терактами одиннадцатого сентября в Нью-Йорке и Вашингтоне, наблюдался резкий скачок выкидышей на поздних сроках беременности в Калифорнии. Конечно, появляется соблазн списать это на повышенный стресс, с которым столкнулись будущие матери [152]. Так бы, наверное, все и сделали, если бы не одна существенная деталь – скачок выкидышей коснулся только плодов мужского пола.

В октябре и ноябре 2001 года в Калифорнии было зафиксировано двадцатипятипроцентное увеличение выкидышей среди матерей, беременных мальчиками. Каким-то образом – каким именно, нам неизвестно – организм матери на генетическом или эпигенетическом уровне почувствовал, что она ждет мальчика, в результате чего был спровоцирован выкидыш.

Мы можем лишь строить догадки о том, почему и как это произошло, однако достучаться до истины пока что не представляется возможным. Мальчики одновременно и требуют больше ресурсов материнского организма в период беременности и с меньшей вероятностью выживают в случае недоедания в детские годы.

Возможно, в ходе эволюции у нас образовалась своего рода автоматическая система экономии ресурсов, активирующаяся в кризисных ситуациях – большое количество самок и несколько сильных самцов дают популяции больше шансов на выживание, чем обратное соотношение полов.

Какие бы ни крылись за этим эволюционные причины, очевидно одно: реакция организма этих женщин на то, что было воспринято им в качестве угрозы со стороны окружающей среды, была резкой и автоматической. Тот факт, что теракты произошли настолько далеко, делает эту удивительную закономерность еще любопытнее. Между прочим, это уже не первый случай наблюдения подобной реакции. В период объединения Германии, произошедшего в 1990 году, в Восточной Германии (где объединение далось особенно тяжело, наделав немало шума и беспокойства)стало рождаться больше девочек. Изучение данных о рождаемости после десятидневной войны в Словении в период Балканского конфликта девяностых годов прошлого века, а также другое исследование статистики рождаемости после серьезнейшего землетрясения, произошедшего в 1995 году в японском городе Кобе, продемонстрировали аналогичные закономерности.

С другой стороны, существуют свидетельства того, что после серьезных военных конфликтов происходит скачок рождаемости мальчиков. Именно это произошло после Первой мировой и Второй мировой войн. Более современное исследование шестисот матерей, проживающих в английском графстве Глостершир, обнаружило, что у тех из них, кто рассчитывал прожить до старости, чаще рождались мальчики по сравнению с теми, кто дал прогноз на смерть в относительно молодом возрасте.

Каким-то образом психологический настрой матери оказался способен приводить в действие физиологические или эпигенетические механизмы, отражающиеся на беременности и относительной живучести плода в зависимости от его пола. В хорошие времена рождается больше мальчиков. В плохие – девочек. Подобные закономерности говорят о том, что нам предстоит еще многое – очень многое – узнать.

Первое сенсационное эпигенетическое исследование было опубликовано как раз в тот момент, когда ученые объявляли о завершении проекта «Геном человека» – грандиозной десятилетней работы по полному описанию всех трех миллиардов нуклеотидов, составляющих нашу ДНК. Когда дело было сделано, организаторы проекта объявили, что им успешно удалось создать «все страницы руководства, необходимого для создания человеческого организма» [153].

Но радовались они недолго – в дело вмешались ученые-эпигенетики. После десяти лет кропотливого труда исследователи вышли из своих лабораторий, чтобы узнать, что составленное ими описание является всего лишь отправной точкой. Научное сообщество могло с тем же успехом сказать: «Спасибо за составленную генетическую карту. Теперь не могли бы вы сказать, какие дороги открыты, а какие нет, чтобы от нее был хоть какой-то толк?»

Разумеется, эпигенетика вовсе не превратила проект «Геном человека» в бесполезный труд – наоборот, карта эпигенома должна начинаться с карты генома. Стоит ли говорить, что работа по ее созданию уже началась? Осенью 2003 года группа европейских ученых объявила о начале проекта «Эпигеном человека» [154]. Их целью является добавление указателя на каждом участке, где метильные маркеры способны присоединяться к гену, меняя тем самым его экспрессию. По словам этих ученых, целью проекта «Эпигеном человека» является обнаружение всех механизмов и химических связей, которые задействованы в исполнении заложенного в ДНК кода, что позволит в более полной мере понять принципы процесса нормального развития, старения и контроля аномальной экспрессии генов при раке и других болезнях, а также того, каким именно образом окружающая среда влияет на здоровье человека.