— Могут ли быть заголовки в духе: «Исследователи нашли ген, который определяет способность запоминать буквы» хотя бы теоретически быть правдой в ваших глазах?
— И да и нет. Гены, которые влияют на какой-то признак, находят при сравнении групп, одна из которых имеет искомый признак, а другая — нет. Например, одна группа умеет завязывать шнурки, другая не умеет. В таких сравнениях действительно можно найти варианты генов, влияющие на изучаемый признак. Но для отдельного человека предсказать, что раз у него есть этот ген, то непременно будет и признак, связанный с ним при сравнении групп, невозможно. У человека больше 20 тысяч генов. Среди них может быть еще дюжина, влияющая на тот же признак, и это влияние может перечеркнуть действие отдельного гена.
— И большая часть генов, которые мы находим, даже не менделевские?
— Менделевскими называют признаки. Они устроены так: один ген — один признак. У человека это, как правило, гены менделирующих заболеваний, наследственных. Иными словами, если есть мутация в каком-то гене, то должно быть заболевание. Но даже здесь не все так просто. Найдена примерно дюжина человек в мире, у которых есть мутации, связанные с наследственными заболеваниями, но самих заболеваний нет. Неясно, почему так происходит. Может быть, какой-то другой ген компенсирует этот дефект. Конечно, частота исключений крайне мала: на сотни тысяч изученных геномов обнаружили несколько человек. Однако это яркая иллюстрация к тому, что наличие мутации не приговор.
С моей точки зрения, наследственные заболевания — это те, для которых мы не смогли подобрать оптимальные условия среды для человека. Для некоторых заболеваний это возможно. Например, фенилкетонурия — нарушение обмена, при котором один из ферментов не работает, а фенилпировиноградная кислота, которую он должен расщеплять, накапливается и отравляет мозг ребенка. Но если убрать из питания ребенка те продукты, которые ведут к образованию этой фенилпировиноградной кислоты, то ребенок может вырасти практически здоровым.
— Соответственно, можно поменять среду, а можно попытаться бороться с генетическим фактором?
— Можно попытаться поменять гены. Это называется генной терапией. Генотерапию некоторых заболеваний уже проводят, и есть люди, которым это помогло. Например, для миодистрофии Дюшенна разрабатывают такие подходы. Это мутация в гене, которая приводит к тому, что ребенок в подростковом возрасте умирает, потому что его мышцы перестают работать. В нескольких случаях при введении определенных генов дети выживали.
Гены не определяют все, хотя, как и с любым другим заболеванием, есть немного примеров, когда именно гены играют решающую роль. Например, есть гены, мутации в которых ведут к преждевременной болезни Альцгеймера — старческому слабоумию. Но это около 5% от всех случаев. Или, скажем, мутации в гене BRCA приводят к тому, что с 80-процентной вероятностью у женщины появится рак груди, и, скорее всего, в довольно молодом возрасте. Однако такое возникает нечасто.
— Любое заболевание подразумевает генетическую изменчивость?
— Вообще сам факт нашего существования обусловлен тем, что у нас есть гены. Они программируют, хотя и не в полной мере, развитие организма и его реакции на окружающий мир — как биохимические, так и психологические. Скажем, если человек споткнулся и сломал ногу, то не исключено влияние генов на его внимательность или хрупкость костей.
Для того чтобы объяснить, почему клетки нашего организма разные, хотя набор генов в них один и тот же, я люблю использовать сравнение с клавиатурой рояля. Клавиатура одна, но на ней можно брать разные аккорды. Так же и с геномом, набор генов один и тот же в каждой клетке, но в разных клетках работают разные наборы генов — можно сказать, что в них звучат разные аккорды. Гены включаются и выключаются, и в результате этого клетки меняются, выполняют те или иные функции. Когда мы что-то делаем — едим, пугаемся, радуемся, занимаемся спортом, думаем, — гены могут на это реагировать.
Гипотеза о влиянии какого-то гена подтверждается, когда в нескольких независимых исследованиях один и тот же ген оказывается связан с определенным признаком, однако и тут есть свои тонкости. Например, влияние поведения.
Скажем, фермент алкогольдегидрогеназа расщепляет в печени алкоголь и превращает его в токсин ацетальдегид, который потом расщепляется другим ферментом. Скорость работы этих ферментов задана генетически. Если у человека вариант гена, определяющий быстрое превращение алкоголя в токсин, то у него больше неприятных ощущений после выпивки. Мы провели исследование на российских мужчинах и обнаружили, что у них, так же как и у мужчин в других странах, носители того варианта гена, который определяет быстрое превращение спирт в ацетальдегид, употребляют на 20% меньше алкоголя в среднем.
При детальном рассмотрении оказывается, что люди с высшим образованием, имеющие этот вариант гена, пьют на 40% меньше. Мужчины без образования независимо от того, какой у них вариант гена, потребляют в среднем одинаково большие количества алкоголя, несмотря на плохое самочувствие. Возможно, это связано с тем, что уровень стресса у них выше. Во всех странах социальное благополучие людей с высшим образованием выше, уровень стресса у них ниже и продолжительность жизни дольше. Конечно, и среди образованных людей могут встречаться алкоголики, но в группе без высшего образования их больше.
— Чем обусловлена невозможность человека синтезировать витамин С и почему мы не считаем это болезнью?
— В организме многих млекопитающих синтезируется витамин С. Предки приматов утратили способность к синтезу витамина C тогда, когда витамин C был в избытке в их пище. Они ели зеленые ветки и получали с ними необходимое количество витамина, синтезировать его самим не было необходимости. Если отбор не следит за признаком, он легко может быть утрачен. Это и произошло: мутации повредили ген, необходимый для синтеза витамина С. Но когда люди перешли к земледелию, то уже не всегда могли получать витамин с пищей.
Мы знаем, что такая способность была у человека раньше потому, что в геноме имеются псевдогены — это участки ДНК, которые раньше были полноценными генами, но в них накопилось много мутаций. Как только ген отключается, в нем могут накапливаться мутации сколько угодно, потому как это уже не повлияет на функционирование. Если мутации не задевают важных признаков, то они сохраняются, а в противном случае не передаются. Чтобы ген снова заработал, требуются определенные мутации или пересадка гена от других млекопитающих. Однако гораздо проще получать витамин С из пищи.
— Что принципиально нового о генах мы узнали за последние два-три года?
— Мы узнали, что некоторые признаки связаны не с последовательностью ДНК непосредственно, а с теми химическими метками, которые на этой ДНК присутствуют. У каждого гена есть выключатель — промотор. Если его химически модифицировать (навесить метильные группы), то ген замедлит или остановит свою работу. Это называется «эпигенетическая регуляция». Она помогает предсказывать многие признаки заметно точнее, чем только по генам. Например, довольно точно можно определить курение по уровню метилирования — у человека остаются метки в определенных местах ДНК. Выяснить это по генам так же эффективно не получится.
Мы знаем, что воздействие среды меняет работу генов. Зарядка и правильное питание положительно влияют на работу организма, в том числе и через изменение работы определенных генов.
И поэтому мы можем улучшить свое здоровье, делая зарядку, правильно питаясь. Последние научные исследования показывают, что это дает прибавку в десять и более лет жизни. Однако это не обеспечит человеку супердолголетие. На протяжении сотен тысячелетий истории человечества средняя продолжительность жизни была где-то 30–40 лет. Поэтому в каком-то смысле гарантийный срок человека — 40 лет. Важно понимать, что, с точки зрения биолога, бессмертные индивиды — это вредно, так как не будет происходить эволюции, а если что-то существенное во внешней среде изменится, то вид вымрет.
Есть прекрасное высказывание Джонатана Свифта: «Все хотят жить долго, но никто не хочет быть старым». А пока что к возрасту 80 лет у многих людей возникают различные нарушения здоровья, в том числе старческие деменции. Пока мы можем это замедлить, но не предотвратить. Физическая и интеллектуальная активность, здоровый образ жизни делают процесс не столь быстрым. Но кому захочется вести такую жизнь, если Земля будет наполнена полубезумными пожилыми людьми? Необходимо сохранить их здоровье. То есть идет речь не о продолжительности жизни, а о продолжительности здоровой жизни.
Это расшифровка интервью из Рубки ПостНауки, а послушать его полностью можно здесь.
