Знание-сила, 2006 № 08 (950)

Задевающей оставалась и болезненная проблема о варягах — как это мы, славяне, обратились к каким-то варягам, иностранцам, неужели сами не могли справиться? Этот вопрос очень остро воспринимался славянофилами, не менее остро, но по-другому ставился радикалами, строившими планы натиска на Восток, теми культурными героями, которые хотели цивилизовать этот самый Восток, и говорили о том, что без варягов вы никуда (кончая последними, которые предприняли эту попытку во время Великой Отечественной войны со своей дивизией "Викинг").

Греки подносят Олегу яства с отравою

Это была совершенно искаженная интерпретация исторических событий. Реакция на нее тоже была неадекватная, поскольку известно, что после войны и в начале 50-х годов шовинистическая пропаганда процветала и в нашей советской, в частности, исторической науке, — все иностранное считалось враждебным прогрессивному Русскому государству.

Что самое удивительное, и сегодня снова осуществляется социальный заказ. Опять вытаскивается эта средневековая концепция происхождения Рюрика из Пруссии и что все мы — славяне. Опять вводится цензура в области книгоиздательства, и что самое опасное, эта концепция, игнорирующая древнейшие известия о нашей истории, сейчас тиражируется уже в школьных учебниках.

А что касается подлинной традиции русской летописи, то можно считать, что летописец ничего здесь не придумывал, он, конечно, опирался на вполне тенденциозную историографию, которая сообщалась ему правящими кругами Киева. И он имел доступ в архив княжеский, откуда извлек договоры Руси с греками, где Русь имела еще неславянские — скандинавские имена. Для него это тоже была проблема, он задумывался о том, как русский язык когда-то был неславянским, а стал славянским.

Была ли возможность какой-то альтернативы? Мне представляется, что то, что произошло в Восточной Европе в IX и X веках, было процессом естественным — славянам приходилось договариваться с энтузиастами, которые на своих судах рвались к международным рынкам. Славяне были в этом заинтересованы, заинтересованы экономически: рынок работал, и именно тогда и было создано наше "правовое государство", потому что первые князья были призваны все-таки править по ряду, по праву. Другое дело, как они этим правом воспользовались. Но это уже проблема дальнейшей истории.

Михаил Гельфанд

Одна из классических и, пожалуй, самых фундаментальных, задач генетики — это предсказание фенотипа, то есть внешних признаков организма, по генотипу — набору унаследованных генетических детерминант. До последнего времени она могла быть решена только в очень частных случаях. Однако все изменилось десять лет назад, когда стала известна полная последовательность нуклеотидов в единственной кольцевой хромосоме гемоглобинофильной палочки Haemophilus influenzae — первый полный геном бактерии. Справедливости ради следует отметить, что полные геномы многих фагов и вирусов появились намного раньше, и это глубоко изменило современную вирусологию. Тем не менее полные последовательности геномной ДНК самостоятельных организмов, сначала прокариот

— бактерий и архей, а затем и эукариот, от дрожжей и растений до дрозофилы и человека, позволили совершенно по-новому подойти к генетическим проблемам и, в частности, к предсказанию фенотипа, поскольку впервые стали известны все гены полноценного организма.

Или не стали? Сама по себе последовательность нуклеотидов в хромосомной ДНК еще не дает представления о генах, не говоря уже о том, как регулируется их работа. В этом смысле газетные заголовки пятилетней давности, в которых говорилось о "расшифровке генома человека", были, мягко говоря, несколько преждевременными — если продолжить эту метафору, то в 2001 году произошел всего лишь перехват зашифрованного сообщения, смысл которого мы до сих пор понимаем только в очень ограниченных пределах. Даже приблизительные оценки количества генов человека — в первом приближении участков последовательности ДНК, кодирующих белки — уменьшились за четыре года, прошедшие после первой публикации, от 30—35 тысяч до 20—25 тысяч, то есть примерно в полтора раза (до публикации генома была распространена оценка порядка 100 тысяч).

Мы еще очень далеки от понимания функционирования человеческого генома. Для бактерий задача описания физиологии организма по геному проще, и во многих аспектах она может быть решена при помощи компьютерного анализа последовательности геномной ДНК. Разработка и применение методов такого анализа — задача биоинформатики, науки, возникшей в начале 1980-х годов на стыке молекулярной биологии, математики, информатики (computer science), биофизики и, пожалуй, даже лингвистики.

Один из первых этапов анализа генома — это и есть идентификация генов. Нам необходимо выяснить, какие участки ДНК представляют собой гены, и гены какого именно белка. Вопрос совершенно не праздный, ведь, как мы знаем, даже у бактерий далеко не вся ДНК несет в себе информацию о структуре белков. Для этого применяются несколько подходов. Во-первых, статистические свойства белок-кодирующих областей не такие, как у некодирующих. К таким свойствам относятся частоты коротких цепочек нуклеотидов, различные периодичности и т.п. Во-вторых, существуют особые сигналы на границах кодирующих областей: простым примером являются стоп-кодоны, которыми заканчивается любой ген. В-третьих, для поиска генов, родственных (гомологичных) уже известным, можно использовать сравнение исследуемого фрагмента с банком данных всех изученных генов. Наконец, белок-кодируюшие последовательности изменяются в ходе эволюции медленнее, чем некодирующие, что позволяет выделить гены как островки локального сходства при сравнении геномов нескольких относительно близких организмов. Каждый из этих подходов по отдельности недостаточно надежен, и лучшие современные методы распознавания генов используют комбинированные алгоритмы.

Уже этот относительно простой пример иллюстрирует два основных принципа современной биоинформатики: сравнительный подход и комбинирование разных способов анализа материала. Те же принципы работают и на следующем шаге: предсказании функции гена, точнее, теперь уже — кодируемого этим геном белка, по его аминокислотной последовательности (заметьте, что мы постепенно приближаемся к поставленной цели). Как и раньше, если уже известен гомологичный ген из родственного организма, функция белка может быть предсказана просто на основании сходства последовательностей. Если известны более далекие гомологи, могут быть предсказаны общие биохимические свойства (например, в случае фермента — тип катализируемой реакции), однако специфичность и, стало быть, роль в метаболизме клетки должна быть установлена. исходя из других соображений, которые будут обсуждены чуть ниже. Наконец, иногда удается только лишь установить наличие в белке структурных особенностей или так называемых функциональных подписей — наборов аминокислот, характерных для белков, выполняющих одну и ту же функцию. Например, во всех секретируемых белках должны присутствовать сигнальные пептиды, определяющие прохождение белка через мембрану, а в любом белке, связанном с мембраной или занимающемся трансмембранным транспортом, должен быть участок, "прошивающий" мембрану насквозь — трансмембранный домен. Пример функциональной подписи — это пептидазные мотивы, которые образуют каталитические центры в ферментах, разрушающих пептидную связь, и АТ-фазные мотивы в ферментах, зависящих от гидролиза АТФ.