Мальчик, который не переставал расти… и другие истории про гены и людей - Эдвин Кёрк

Кроме того, Сюй и его коллеги убедительно продемонстрировали, что применительно к росту людей увеличение размера выборки или числа рассматриваемых генетических маркеров не повышает точности прогнозирования. Они использовали этот подход настолько широко, насколько это вообще возможно. Например, ученые рассмотрели также уровень образования, который измерялся по шестибалльной шкале (высшим пунктом было «наличие ученой степени»), и оказалось, что они в состоянии объяснить лишь 9 % изменчивости этого параметра (впрочем, более масштабное исследование имеет неплохие шансы объяснить большую долю изменчивости).

Так почему даже наиболее полные исследования на огромном объеме материала способны объяснить лишь часть искомой изменчивости? На этот счет выдвигают два основных объяснения. Первое предполагает, что традиционные оценки наследуемости существенно завышены: так, недавнее исследование на материале из Исландии, где для расчетов наследуемости были задействованы генетические данные (полученные путем полногеномного секвенирования), выявило гораздо более низкие значения, чем традиционные подходы. Для такого признака, как рост, новая оценка наследуемости составила не 0,8, а всего 0,55. Таким образом, группа Сюя, по-видимому, выявила свыше 70 % того, что вообще можно обнаружить. Для индекса массы тела (ИМТ)[116] значения составили 0,65 по старому методу и 0,29 по новому; для уровня образования — 0,43 и 0,17 соответственно: в обоих случаях разница весьма существенная.

Возможно, еще более интересным, чем версия ошибочного расчета, является альтернативное объяснение отсутствия наследуемости, согласно которому существует огромное множество еще не открытых генетических факторов, влияющих на изучаемые признаки, просто влияние большинства из них настолько ничтожно, что его слишком трудно измерить даже в очень большой выборке людей. Эта мысль не нова — в 2018 г. она отметила свое столетие. В 1918 г. Рональд Фишер, один из основоположников современной статистики, предложил модель бесконечно малых величин (также известную как «инфинитезимальная модель»), согласно которой переменные признаки, такие как рост, управляются бесконечно большим количеством генов, каждый из которых оказывает бесконечно малое влияние на признак, наряду, естественно, с влиянием среды. Фишер не имел в виду, что генов на самом деле бесконечное множество, он предложил лишь определенный подход к проблеме.

Скорее всего, вам не приходилось слышать о Фишере, но в некоторых кругах он по-прежнему пользуется большим уважением. Не столько за модель бесконечно малых величин — это, по его меркам, не столь уж великое достижение, — сколько за другой его немалый вклад в статистическую и генетическую теории. Ян Мартин, специалист, обучавший меня, как разводить мышей[117], не так давно ушел на пенсию. В декабре 2016 г. Сиднейский университет отметил вклад Яна в изучение генетики мышей, присвоив ему почетную степень в области ветеринарных наук. На банкете, состоявшемся перед церемонией, Ян подробно рассказывал мне о том, как встретился с Фишером и показал ему кое-какие из своих наработок, о которых Фишер отозвался благосклонно. Ян защитил диссертацию в 1962 г., в год смерти Фишера, так что речь шла о событиях более чем полувековой давности, но было очевидно, что встреча запомнилась Яну так, словно имела место на прошлой неделе. Я был глубоко поражен, узнав, что мой друг и учитель лично знал этого великого человека[118].

Но все-таки давайте, пусть и неохотно, отвлечемся от воспевания героев науки и рассмотрим чуть подробнее вопрос «среды». Если под потенциальным влиянием среды на ваше здоровье понимать летящий на вас грузовик, все достаточно просто. Если же это инфекционное заболевание, заманчиво думать, что фактор среды (вирус, бактерия, грибок или паразит) не только очевиден, но и является его единственной причиной. В таком случае вы ошибаетесь. У одних людей иммунная система справляется с определенными типами инфекции лучше (или хуже), чем у других. На одном полюсе находятся люди, практически невосприимчивые к заражению ВИЧ (глава 8). На другом — люди с врожденными формами иммунодефицита, чей организм крайне уязвим перед определенными типами инфекций или перед любой инфекцией как таковой. Все остальные находятся где-то в промежутке между этими крайностями, являя собой весь спектр восприимчивости.

Существует взаимодействие между носителем инфекции и ее возбудителем, и не все болезнетворные микроорганизмы одинаковы, поэтому обе стороны этого уравнения являются переменными. Человек с природной устойчивостью против вируса гриппа сталкивается с легким штаммом и даже не чувствует заболевания. Кто-то другой, со средней иммунной системой, подхватывает вирус гриппа средней тяжести и, помучившись несколько дней, выздоравливает без последствий. А кто-то со слабой иммунной системой, которому не повезло и он встретился с особо зловредным вирусом вроде штамма H1N1, вызвавшего пандемию 1918 г. (так называемой «испанки») и 2009 г. («свиного гриппа»), с большой вероятностью может умереть[119].

В генетике особое внимание взаимодействию генов и среды уделяется, когда речь идет о ранних сроках беременности. Талидомид — крайний и печально известный случай влияния среды на раннее развитие плода, но есть и другие лекарства, способные причинить вред младенцу в утробе. Изотретиноин (торговое название — аккутан или роаккутан) очень эффективен при лечении угревой сыпи. К несчастью, если женщина забеременеет во время курса приема этого препарата, крайне высок риск, что у ребенка будут различные проблемы — физические уродства и умственная отсталость, хотя многие дети рождаются здоровыми. Некоторые лекарства против эпилепсии тоже могут повредить ребенку, что ставит перед непростым выбором женщин с тяжелой формой эпилепсии, нуждающихся в приеме лекарств, которых во время беременности лучше избегать. Что делать — пойти на риск для ребенка или поменять лекарство, зная, что у матери могут возобновиться припадки, которые повлекут за собой другие проблемы?

Развитию плода могут повредить не только лекарства. Существенный вред всему организму, особенно мозгу, способен причинить алкоголь. Основная часть данных об этом получена из наблюдений за детьми, чьи матери употребляли алкоголь в больших количествах на протяжении значительной части всего срока беременности, однако неизвестно, существует ли совершенно безопасная доза алкоголя, поэтому рекомендация беременным полностью воздерживаться от спиртного — оправданная перестраховка. Курение при беременности может привести среди прочего к выкидышу или задержке развития плода. Серьезные проблемы вызывают некоторые инфекционные заболевания: основная цель прививок от краснухи — предотвратить заражение во время беременности; существует немало других инфекций, которые могут причинить вред новорожденному (в этот список недавно добавился вирус Зика). У матерей, больных диабетом, дети чаще рождаются с физическими уродствами; этого не стоит бояться женщинам, диабет у которых вызван самой беременностью (гестационный диабет), потому что на тех сроках, когда эта проблема возникает, плод уже полностью сформирован. Это не значит, что гестационный диабет безобиден, совсем наоборот: он несет серьезные риски для матери и ребенка, но уродства в их список не входят.