Знание-сила, 2002 № 11 (905)

Мыши имеют две обонятельные системы. Главная предназначена для распознавания всевозможных запахов, приходящих по воздуху от чужеродных предметов и существ. Молекулы этих запаховых веществ соединяются с рецепторами эпителиальных нервных клеток в носу мыши.

Вторая система состоит из каких- то четырехсот нервных клеток, образующих так называемый во мероназальный орган (ВНО). Эти клетки предназначены для восприятия одного-единственного вида запахов, своего рода «пахучих личных удостоверений» других мышей. Сигналы из клеток ВНО передаются не в обонятельный центр, а в особую часть мозга – гипоталамус, где находятся центры, связанные с такими фундаментальными видами поведения животного, как размножение, защита и нападение, питание.

В биологии давно уже было подмечено, что два важнейших вида поведения – спаривание и агрессия – идут рука об руку и имеют много общего в своей природе, проявлении и, по-видимому, причинах.

Опыты Дюлак проливают свет на биологическую суть этой близости. Оказывается, у мышей оба эти типа поведения управляются одной и той же системой ВНО.

Один и тот же орган в мозгу запрограммирован природой подавать сигнал «сражаться» при поступлении запаха чужого самца и сигнал «спариваться» при поступлении запаха самки. При этом второй сигнал первичнее и действует даже в случае отсутствия запаха вообще.

Можно думать, что эволюция воспользовалась уже готовой программой спаривания и лишь несколько «преобразовала» ее, добавив к ней другую «команду» и некоторые другие видоизменения. Эта первичность программы спаривания и соответствующая половая «всеядность» мышиных самцов свидетельствуют о том, что для эволюции «любовь» важнее «войны». Во всяком случае, для эволюции мышей. (В конце концов, мыши ведь не атакуют других самцов, если росли с ними в одной клетке и «привыкли» к их запаху.)

Не то у людей. Хотя недавние эксперименты с человеческими запахами и половым влечением женщин и указывают на некоторую остаточную роль феромонов в жизни людей, эта роль не идет ни в какое сравнение со значением феромонов в мире животных и насекомых. Поэтому не приходится рассчитывать, что, удалив какой-то белок из людских носов, мы тотчас превратим мир в обитель всеобщей любви и всеобщего мира. Этого не будет, потому что на каком-то этапе эволюции род человеческий «разошелся с мышами» и вырвался из-под абсолютной власти феромонов. Люди стали агрессивны даже в отсутствии какого бы то ни было указующего запаха.

Эта история началась три года назад, не закончилась до сих пор и будет продолжаться еще некоторое время. Она началась с сообщения о полной расшифровке последовательности ДНК на 22-й хромосоме человека, продолжилась сообщением о расшифровке 21-й хромосомы в мае 2000 года. Недавно в этой книге прочитана еще одна глава – вслед за 22-й и 21-й полностью расшифрована еще одна, 20-я хромосома человека.

При изучении 20-й хромосомы был применен новый метод, помогающий расшифровке. Фрагменты ее ДНК были сравнены с аналогичными фрагментами ДНК других живых существ, далеких от человека по эволюционной лестнице – например, с ДНК мышей, рыб и т.д. Такое сравнение показало, какие участки ДНК (то есть гены) у этих существ одинаковы и не изменились за миллионы лет, отделяющие появление всех этих видов в ходе эволюции. Неизменность тех или иных генов говорит о их крайней важности для всех живых сушеств независимо от того, рыба это или человек, и поэтому можно думать, что эти гены являются какими-то важными регуляторами работы всех прочих генов.

Дополнив этот метод другими, более традиционными, ученые шаг за шагом прошли по всей 20-й хромосоме и расшифровали ее генный состав на 99,5 процента, оставив (по недостатку возможностей) нерасшифрованными лишь 4 небольших участка, содержащих в общей сложности 320 тысяч звеньев. А надо сказать, что 20-я хромосома, самая длинная из трех уже расшифрованных, в целом содержит почти 60 миллионов звеньев!

К счастью, гены, то есть белковообразующие участки ДНК, занимают не всю ее длину, а лишь небольшую часть. Собственно генов (самой разной дчины) на 20-й хромосоме оказалось 727. Любопытно, что в ряде мест результаты полной расшифровки были существенно иными, нежели результаты предварительной расшифровки. Это было связано в основном с тем, что, как выяснилось, в этой хромосоме много копий одних и тех же генов. Видимо, в ходе эволюции многие гены случайно дублируются, а природа затем хранит эти копии – для того, как полагают авторы исследования, чтобы с помощью последующих мутаций создать из копий новые гены.

Выяснение точного состава генов на 20-й хромосоме было необычайно важной задачей, потому что с каждой хромосомой связаны гены, мутации в которых вызывают те или иные болезни. Список болезней, гены которых находятся на 20-й хромосоме, особенно велик: болезнь Кройцфсльдта – Джэйкоба (человеческий вариант «коровьего бешенства»), тяжелая иммунонедостаточность (опасное аутоиммунное заболевание), диабет-2, болезненное ожирение, катаракта и экзема. Точное местоположение генов для первых двух болезней известно вот уже несколько лет; а точное местоположение других теперь будет легче определить, поскольку в руках исследователей отныне имеется полная карта всех генов этой хромосомы.

Хотя расшифровка хромосом напоминает выход на экран все новых серий единого фильма, в случае генома есть существенное отличие: здесь выпуск очередных «серий расшифровки» непрерывно ускоряется. Сегодня ожидается, что полная расшифровка всех хромосом человека будет завершена к весне 2003 года. Это будет означать неслыханное ускорение медицинских исследований генетически обусловленных болезней и поиск средств их лечения. Со временем, когда «книга жизни» окажется прочитанной до конца, она станет также и «руководством по спасению» этой жизни.

Эта работа так потрясает воображение своей филигранностью, что подмывает воскликнуть: «А не воспеть ли нам славу, братцы…» итак далее, вослед первоисточнику. Но не меньше она потрясает и тем, какие тончайшие секреты матушки-природы вскрыли ученые. Короче, речь идет о механизме, с помощью которого вирус проникает в поражаемую им клетку.

Первая из этих структур – шприцеподобная «насадка», позволяющая вирусу впрыснуть свою ДНК внутрь заражаемой клетки. Исследователи из университета Пурдье изучили вирус бактериофага Т4, который поражает только бактерии кишечной палочки E.coli и по форме напоминает луноход: его продолговатое тельце сидит на шестигранном хвосте-«подставке», от которой сбоку отходят шесть «ножек», именуемых длинными и короткими хвостовыми волокнами.