ДНК. История генетической революции - Джеймс Д. Уотсон

В настоящее время влияние генов на поведение более детально проанализировано не у человека, а у других видов, которыми мы можем пользоваться как подопытными моделями в генетических экспериментах. Одним из самых старых и наиболее эффективных приемов такой манипуляции является искусственный отбор, давно используемый животноводами для увеличения удоев коров или повышения качества шерсти овец. Однако этот метод применим не только в сельском хозяйстве. Собаки произошли от волков, возможно, от тех особей, которые рыскали поблизости от человеческих селений в поисках объедков и тем самым помогали людям избавляться от отходов. Считается, что они начали претендовать на звание «лучшего друга человека» десять тысяч лет тому назад, что по времени примерно совпало с возникновением сельского хозяйства. С тех пор за довольно короткое время собаководы вывели множество пород, различающихся анатомией и поведением. Выставки собак – это демонстрация силы генов, а каждая из пород – отдельный стоп-кадр удивительного фильма о генетическом разнообразии собак. Конечно, наиболее яркими и интересными являются морфологические различия: пекинес похож на пушистый шарик; огромный лохматый английский мастиф иногда весит более 120 килограммов; такса имеет длинное тело; у бульдога квадратная и широкая голова с выпуклым морщинистым лбом и вздернутым коротким носом. Нам с вами именно поведенческие различия собак разных пород кажутся наиболее впечатляющими.

Homo sapiens – культурное чудо. Такие разные представления о шике: Париж 1950-х годов и горные районы Папуа – Новой Гвинеи. Эволюционная психология стремится привести к общему знаменателю разные модели поведения

Разумеется, не все собаки одной породы ведут себя (или выглядят) одинаково, но, как правило, особи одной породы похожи друг на друга гораздо больше, чем на представителей других пород. Лабрадор-ретривер ласковый и уступчивый; борзая нервная; бордер-колли будет пасти кого угодно, если поблизости не окажется стада овец; питбуль, как часто сообщают в новостях, чрезвычайно агрессивная собака. Некоторые поведенческие черты собак настолько общеизвестны, что превратились в стереотипы. Возьмем, к примеру, стойку пойнтера: это не просто трюк, которому обучают каждую отдельную собаку, это генетически закрепленная особенность представителей данной породы. Несмотря на разнообразие, все современные собаки относятся к одному виду. Это означает, что, в принципе, даже самая разнородная пара может произвести потомство, как в 1972 году показал отважный самец таксы, которому удалось покрыть самку большого датского дога, в результате чего на свет появилось тринадцать «очень крупных такс».

Большинство поведенческих черт, несомненно, обусловлено воздействием множества генов. Но несколько простых генетических манипуляций, проведенных в ходе экспериментов с мышами, показали, что, если изменить даже единственный ген, это может серьезно повлиять на поведение. В 1999 году невролог Джо Цинь из Принстонского университета применил необычные методы рекомбинации ДНК для создания «умной мыши» с лишними копиями гена, продуцирующего белок, действующий в нервной системе как приемник химических сигналов. Трансгенный грызун справлялся с тестами на обучаемость и память лучше, чем обычные мыши; например, он быстрее находил выход из лабиринтов и лучше запоминал полученные знания. Джо Цинь назвал эту породу мышей «Дуги» (Doogie) в честь юного гениального медика, которого сыграл Нил Патрик Харрис в сериале «Доктор Дуги Хаузер» (Doogie Howser, MD). В 2002 году Кэтрин Дюлак из Гарвардского университета обнаружила, что удаление всего одного гена у мыши позволяет влиять на процесс обработки химической информации, содержащейся в феромонах – веществах, которыми мыши пользуются при коммуникации. Тогда как мыши-самцы обычно нападают на других самцов, пытаясь спариться с самками, те самцы, над которыми поработала Кэтрин Дюлак, не могли отличить самца от самки и пытались спариться с первой попавшейся мышью. На поведение мышей, связанное с заботой о потомстве, также можно влиять, манипулируя одним геном. Самки инстинктивно заботятся о своих новорожденных мышатах, однако Дженнифер Браун и Майк Гринберг из Гарвардской медицинской школы сумели повлиять на этот инстинкт, инактивировав ген под названием fosB. Модифицированная таким образом мышь, во всем остальном совершенно обычная, совершенно игнорировала свое потомство.

Благодаря грызунам мы получили некоторое представление о механизмах того, что применительно к людям называем любовью. У грызунов этот феномен называется менее романтично – «образование пар». В Северной Америке распространены мышевидные полевки. Несмотря на то что они выглядят почти одинаково, разные виды ведут разный образ жизни. Прерийные полевки моногамны, они образуют пары на всю жизнь; однако их близкие родичи, горные полевки, полигамны: самец спаривается, а затем покидает самку, и в течение всей жизни самка обычно приносит приплод от разных самцов. Какие различия могут лежать в основе таких несхожих половых стратегий? Отчасти это объясняется гормонами. У всех млекопитающих окситоцин задействован во многих аспектах материнства: онстимулирует как схватки во время родов, так и лактацию; он также играет определенную роль в налаживании связи между матерью и потомством. Может ли тот же самый гормон порождать еще один вид связи – долговременные отношения между парой прерийных полевок? Как оказалось, может! Данный механизм кроме окситоцина регулирует гормон вазопрессин, который в основном контролирует процесс синтеза мочи. Вопрос состоит в том, почему же горная полевка, которая также производит оба этих гормона, является такой «ветреной зверушкой» по сравнению со своими прерийными родичами? Оказывается, причина заключается в рецепторах гормонов – молекулах, которые связываются с циркулирующими гормонами, инициируя ответ клетки на гормональный сигнал.

Достаточно одного гена. Вверху – нормальная мышь, которая усердно заботится о детенышах. Внизу – мышь с нерабочим геном fosB, которая игнорирует своих новорожденных мышат

Том Инсел, психиатр из Университета Эмори, внимательно изучив рецептор вазопрессина, обнаружил существенное различие между видами полевок, но не в самом гене рецептора, а в соседнем участке ДНК, который определяет, когда и где этот ген будет активироваться. Оказалось, что у прерийных и горных полевок очень сильно различается распределение рецепторов вазопрессина в головном мозге. Но разве одно это различие в регулировании генов объясняет, почему один вид, с точки зрения человека, является любвеобильным, а другой бесцерепонно бросает своих партнерш после спаривания? По-видимому, да. Том Инсел и его коллега Ларри Янг ввели обычной лабораторной мыши (склонной к промискуитету, как и горная полевка) ген вазопрессина прерийной полевки вместе с соседним регуляторным участком. Хотя трансгенные мыши не сразу превратились в романтичных и верных супругов, Том Инсел и Ларри Янг отметили заметное изменение в их поведении. Вместо того чтобы, как обычно, бесцеремонно бросить самку после спаривания, трансгенный самец демонстрировал нежную заботу о ней. Короче говоря, добавление гена хоть и не стало гарантией вечной «мышиной любви», но все же улучшило «моральный облик» мыши.