ДНК. История генетической революции - Джеймс Д. Уотсон

Восьмиклеточный эмбрион

Репродуктивная биология человека кажется неисчерпаемым источником противоречий, а тема, подразумевающая манипуляции над человеческими эмбрионами, по определению взрывоопасна. Преимплантационная генетическая диагностика – не исключение. Тем не менее в последние годы область ее применения расширилась, охватив тысячи редких патологических генов, метод полностью доказал свой потенциал мощного орудия для борьбы с генетическими болезнями. Генетик Марк Хьюз является основателем детройтской клиники под названием Genesis Genetics, предлагающей анализы по всем известным менделевским моногенным заболеваниям, и в частности по болезни Тея – Сакса, миодистрофии Дюшенна, болезни Хантингтона и тысячам других. Кто-то считает, что Хьюз играет с огнем, предлагая ПГД по патологическим генам, которые включаются лишь в зрелом возрасте: ген BRCA1, гены, вызывающие болезнь Альцгеймера с ранним началом, гены, связанные с раком прямой кишки. На замечания и выпады Марк Хьюз говорит: «Я стремлюсь наладить работу диагностической лаборатории, а не руководить курсом по этике. Мне не нужно быть полисменом… Оказывается, люди весьма здраво рассуждают о том, зачем им терпеть такие мытарства, чтобы завести ребенка». Хотя Марк Хьюз вспоминает одну пару, где оба супруга страдали наследственной глухотой. Они заказали у Хьюза ПГД, но хотели не здорового ребенка, а такого же глухого, как и они сами. Хьюз отказал им в диагностических мероприятиях.

Семья Дебби Стивенсон. Старший сын Тейлор болен синдромом фрагильной X-хромосомы. Преимплантационная диагностика показала, что малышка Саманта не унаследует этой болезни

Другая область, в которой эффект ПГД оказался столь же примечательным, но не менее противоречивым, – это работа с так называемымидетьми-спасителями. В августе 2000 года Лиза и Джек Нэш радовались рождению сына, Адама. Перед этим они прошли ПГД, поскольку ранее их единственная дочь Молли родилась больной. Она страдала анемией Фанкони. Адам не только был здоров и не имел анемии Фанкони, его эмбрион был выбран на основе того, что его костный мозг идеально подходил Молли по системе главного комплекса гистосовместимости и в случае необходимости Адам мог бы стать для сестры донором этой ткани и спасти ей жизнь. В Великобритании и в других странах идея подобрать эмбрион как источник «запчастей» для уже имеющегося ребенка многим кажется аморальной. Вопрос спорный, поскольку потенциальное излечение для больного брата или сестры – это как раз тот результат, о котором можно только мечтать.

Значение ПГД трудно переоценить, особенно если семья подвержена генетической болезни из поколения в поколение. Как быть, если таких болезней в семейной истории нет? В 2007 году Энн Моррисс и ее друг, профессор из Гарвардской бизнес-школы, решили создать семью. Они выбрали в банке спермы биоматериал от донора с чертами, которые их устраивали, – так, Моррисс хотела человека с хорошим чувством юмора. Однако в банке спермы почти не дают информации о генетическом скрининге доноров. Исключают только такие факторы риска, как муковисцидоз, серповидноклеточная анемия и болезнь Тея – Сакса. Беременность протекала хорошо, но вскоре после рождения сына Алека Моррисс позвонил врач и тревожно спросил, каково здоровье ее сына, сообщив, что ему угрожает смертельная опасность. Скрининг новорожденного показал, что у Алека редкое наследственное рецессивное заболевание, встречающееся примерно 1 раз на 17 тысяч человек: недостаточность среднецепочечной дегидрогеназы жирных кислот (MCAD). Несмотря на всю ничтожность такого шанса, Адек унаследовал мутантные гены и от Энн (у которой в семейном анамнезе не было случаев этой болезни), и от анонимного донора спермы. Ген кодирует фермент под названием «среднецепочечная дегидрогеназа жирных кислот», обеспечивающий расщепление жиров и извлечение из них энергии. К счастью, результаты поступили в больницу вовремя, еще до того, как у Алека начались какие-либо физические проблемы. С болезнью можно справиться, если пациент с самого раннего детства будет принимать пищу регулярно – раз в пару часов. Этот жизненный опыт одновременно и потряс, и разбередил душу Энн.

Энн Моррисс, генеральный директор компании GenePeeks, делает ставку на потенциал виртуального потомства

Энн Моррисс вместе с генетиком Ли Силвером из Принстонского университета основали диагностическую компанию Gene Peeks, цель которой – сообщать потенциальным родителям генетическую информацию об их будущих, еще не зачатых детях. Алгоритм, разработанный Ли Силвером, моделирует «виртуальное потомство», совмещая на компьютере ДНК двух человек. Примерно за тысячу долларов GenePeeks может спрогнозировать, в каких парах существует повышенный риск рождения детей с какими-либо из тысячи генетических заболеваний. Зная результаты, будущие родители могут воспользоваться ПГД либо взять сперму или яйцеклетки у доноров. Ли Силвер всерьез заявляет: «Предвижу, что в будущем люди будут размножаться без секса – это слишком опасный для размножения метод».

Все расстройства, которые мы здесь рассмотрели, «просты» с генетической точки зрения: они возникают из-за мутации в единственном гене, и ваши шансы заболеть подобным недугом никак не зависят от условий окружающей среды. Выше мы обсуждали рак груди – болезнь, где основной эффект дают конкретные варианты генов, независимо от внешних инициирующих факторов. Мало найдется расстройств, вселяющих такой ужас, как болезнь Альцгеймера, каждый год выхватывающая из жизни все больше людей, которых ждет чудовищная физическая и умственная немощь. Этим синдромом страдают более пяти миллионов американцев. На поздних стадиях болезни человек не понимает, кто он и где находится, не узнает даже ближайших родственников. Поскольку болезнь неотвратимо разрушает память и самосознание, человек разрушается как личность.

Как правило, первые признаки болезни Альцгеймера проявляются в возрасте около 60 лет, но иногда (5 % всех случаев) болезнь приходит уже после сорока. В 1995 году были обнаружены три гена, вызывающих болезнь Альцгеймера с ранней манифестацией. Все они так или иначе связаны с переработкой запасов белка амилоида, который накапливается в мозге у больного; это еще в 1906 году заметил доктор Алоис Альцгеймер, впервые описавший болезнь. На сегодняшний день совершенно очевидно, что болезнь Альцгеймера с ранним началом явно передается по наследству. А что известно насчет более распространенной разновидности этой патологии?

Покойный Аллен Роузес из Университета Дьюка исследовал гораздо более знакомую врачам и распространенную форму болезни Альцгеймера с поздним началом, которая иногда также встречается в разных поколениях одной и той же семьи. Так, Рональд Рейган, объявивший о своей болезнив 1994 году и умерший десять лет спустя, также потерял мать и брата Нила, скончавшихся от болезни Альцгеймера с поздним началом. Аллен Роузес, получивший квалификацию невролога, приступил к поискам в 1984 году. В 1990 году он заявил, что один из генов 19-й хромосомы, по-видимому, коррелирует с болезнью, но его слова восприняли скептически. Однако ничто так не поддталкивало Роузеса к продолжению работы, как возможность доказать неправоту оппонента. Два года спустя он действительно идентифицировал критически важный ген, кодирующий аполипопротеин Е – белок, связанный с переработкой холестерина. Существуют три формы (аллеля) гена: APOE2, APOE3 и, самая важная, APOE4 – даже если у человека всего одна копия такого аллеля, вероятность получить болезнь Альцгеймера увеличивается в четыре раза. Человек с двумя копиями в 10 раз сильнее подвержен риску, чем люди, вообще не имеющие аллеля APOE4. Аллен Роузес обнаружил, что у 55 % людей с двумя копиями аллеля APOE4 к 80 годам развивается болезнь Альцгеймера. При этом у множества людей, обладающих двумя копиями APOE4, болезнь Альцгеймера не случается. Однако скрининг на APOE4 в комбинации с клиническими обследованиями действительно повышает точность диагностики болезни Альцгеймера. В главе 8 я упоминал, что, поскольку ген APOE4 как таковой не является предвестником болезни Альцгеймера, для себя я не пытался выяснить, сколько у меня копий этого аллеля. Поэтому мой статус относительно гена APOE4, в отличие от всех остальных генов в моем геноме, остается абсолютной тайной для всех – в том числе и для меня.