Краткая история почти всего на свете - Билл Брайсон

Все организмы в некотором смысле рабы своих генов. Потому-то лососи и пауки и, можно сказать, бесчисленное множество других существ готовы умереть при спаривании. Страстное желание плодиться, рассеивать свои гены – самый могучий импульс в природе. Как пишет Шервин Б. Нуланд: «Рушатся империи… создаются великие симфонии, и за всем этим стоит безотчетный инстинкт, требующий удовлетворения». С эволюционной точки зрения секс – это всего лишь награда, поощряющая нас к передаче своего генетического материала.

* * *

Ученые только-только освоились с поразительным известием, что большая часть наших ДНК ничего не делает, как стали происходить еще более неожиданные открытия. Сначала в Германии, потом в Швейцарии исследователи провели ряд довольно странных экспериментов, которые дали совершенно неожиданные и весьма интересные результаты. В одном из них взяли ген, управляющий развитием глаза мыши, и ввели его в личинку плодовой мушки. Думали, что в результате получится что-то гротескное. На деле же ген мышиного глаза не только создал у мухи жизнеспособный глаз, но это был мушиный глаз. Налицо были два существа, не имевшие общего предка пятьсот миллионов лет, тем не менее способные обмениваться генетическим материалом, словно родные сестры.

То же самое наблюдалось всюду, куда заглядывали исследователи. Они обнаружили, что можно ввести ДНК человека в определенные клетки мух и мухи примут ее как свою собственную. Оказывается, более 60 процентов человеческих генов в основном те же, что найдены в плодовых мушках. По меньшей мере 90 процентов на том или ином уровне соотносятся с генами, найденными у мышей. (У нас даже есть гены для создания хвоста, если бы только они включались в работу.) В одной области за другой исследователи обнаруживали, что с каким бы организмом они ни работали – будь то черви-нематоды или люди, – они часто изучали одни и те же гены. Жизнь, казалось, была создана по одному набору чертежей.

Дальнейшие исследования привели к открытию существования группы мастер-генов, каждый из которых руководит развитием части тела; их окрестили гомеотическими (от греческого, означающего «подобный»). Эти гены дали ответ на давно ставивший в тупик вопрос: каким образом миллиарды эмбриональных клеток, все появляющиеся из одной оплодотворенной яйцеклетки и содержащие одинаковую ДНК, знают, куда направляться и чем заниматься – той надо стать клеткой печени, этой вытянуться в нервную клетку, этой стать частицей крови, а этой – частицей блестящего в крыле перышка. Вот эти гены и дают им указания и делают это во многом одинаково во всех живых организмах.

Интересно, что количество генетического материала и его организация необязательно отражают, даже как правило не отражают, степень сложности содержащего его живого существа. У нас сорок шесть хромосом, а некоторые папоротники насчитывают более шестисот. У двоякодышащей рыбы, одной из наименее эволюционировавших среди сложных животных, в сорок раз больше ДНК, чем у нас. Даже обыкновенный тритон генетически куда богаче нас – примерно в пять раз.

Ясно, что важно не количество генов, а то, что вы с ними делаете. Это очень хорошо, потому что в последнее время с числом генов у людей произошли крутые изменения. До недавнего времени считалось, что у людей по крайней мере сто тысяч генов, а возможно, значительно больше, однако эта цифра была коренным образом урезана после первых результатов, полученных по программе «Геном человека», которая назвала число ближе к 35–40 тысячам генов[398] – столько же, сколько насчитали в траве. Это явилось полной неожиданностью и вызвало разочарование.

От вашего внимания, наверное, не ускользнуло, что гены обычно бывают причастны к целому ряду человеческих слабостей. Ученые в разное время с ликованием провозглашали, что нашли гены, ответственные за ожирение, шизофрению, гомосексуализм, склонность к преступлениям и насилию, алкоголизм, даже за воровство в магазинах и бродяжничество. Пожалуй, высшей (или низшей) точкой этой непоколебимой веры в биодетерминизм была работа, опубликованная в 1980 году в журнале Science, в которой утверждалось, что женщины генетически менее способны к математике. На самом деле, как теперь известно, почти ничего, что касается человека, нельзя определить так легко и просто.

Это достойно сожаления в одном важном аспекте, потому что, если бы у вас были отдельные гены, определяющие рост, предрасположенность к диабету или к облысению или какое-либо другое отличительное свойство, было бы легко – во всяком случае, сравнительно легко – выделить их и попытаться починить. К сожалению, 35 тысяч функционирующих независимо генов даже близко недостаточно для создания такого сложного существа, каким является человек. Некоторые болезни – например, гемофилия, болезнь Паркинсона[399], болезнь Хантингтона и кистозный фиброз (муковисцидоз) – вызываются одиночными нарушенными генами, но, как правило, вредоносные гены выпалываются естественным отбором задолго до того, как они начнут причинять систематический ущерб виду или популяции. По большей части наша судьба и наше благополучие – и даже цвет глаз – определяются не отдельными генами, а группами генов, действующих объединенными усилиями. Потому-то так трудно разобраться, как все это стыкуется, и потому мы еще не скоро будем производить на свет младенцев по заказу.

В сущности, чем больше мы узнаем в последние годы, тем более сложные возникают вопросы. Оказывается, что даже размышления влияют на характер работы генов. Скорость, с какой растет борода у мужчины, например, отчасти зависит от того, как много он думает о сексе (потому что мысли о сексе вызывают выброс тестостерона). В начале 1990-х годов ученые сделали еще более значительное открытие, когда обнаружили, что могут изъять из эмбрионов мыши гены, которые предположительно считались жизненно важными, и тем не менее мыши часто рождались не только здоровыми, но порой более здоровыми, чем их братья и сестры, которых не трогали. Оказалось, что, когда уничтожались отдельные важные гены, их место занимали другие, закрывая брешь. Это отличная новость для нас как живых организмов, но не такая хорошая для понимания того, как же все-таки работают клетки, поскольку она добавляет еще один уровень сложности к явлению, в котором мы только-только начали разбираться.

* * *

В значительной степени из-за этих усложняющих факторов вдруг оказалось, что мы только начинаем понимать геном человека. Геном, по выражению Эрика Ландера[400] из Массачусетского технологического института, это вроде сборочного листа человеческого тела: в нем говорится, из чего мы сделаны, но ничего нет о том, как мы функционируем. Теперь нам требуется руководство по эксплуатации – указания, как его запустить. Нам до этого еще очень неблизко.