Удивительная биология

Дроздова И. В.

Вы, конечно, понимаете, что мутации могут возникать не только в генах, контролирующих окраску, но и в любых других.

Есть мутации, нарушающие структуру шерсти. Самая обычная из них – это мутация, которая в гомозиготе дает пушистую шерсть, характерную для ангорских, персидских и сибирских кошек. Более редкая мутация приводит к формированию волнистой шерсти. Известны мутации, затрагивающие длину хвоста (как у всемирно известных кошек с острова Мэн), форму ушей и даже их количество. Да-да, количество! У кошек, гомозиготных по мутации «dp», вследствие дупликации ушной раковины вырастают четыре уха.

Мэновские кошки интересны для нас тем, что у них проявление мутантного гена в гомо– и в гетерозиготном состоянии резко

различается. Гетерозиготы (Мх/+) имеют вместо хвоста обрубок или кисточку и больше ничем от нормальных кошек не отличаются. Гораздо тяжелее проявление этого гена в гомозиготе. Такие животные не доживают до рождения и гибнут на ранних стадиях развития.

Бесхвостые мыши

Это очень странный каприз судьбы – то, что у человека нет хвоста. Ведь у всех позвоночных есть хвосты – с чешуей, с перьями, с кисточкой и без нее, длинные и короткие. У всех есть. А у нас нет. Правда, остальные антропоиды тоже без хвоста. Но это – не объяснение. Трудно сказать, когда мы потеряли хвост. По-видимому, где-то от 30 до 15 млн лет назад. Еще труднее понять, почему мы его потеряли. Можно, конечно, допустить, что бесхвостость – это плата за интеллект, однако прямые связи тут как-то не прослеживаются. Вряд ли вообще отсутствие хвоста дает какие-либо селективные преимущества. Скорее, наоборот. Предмет-то это отнюдь не лишний – им и мух отгонять удобно, при случае и повилять можно для выражения переполняющих чувств…

Мышей природа хвостами не обидела. И они свой хвост отлично используют. Он у мышей вообще как пятая конечность. Они хвостом балансируют, цепляются за предметы, а когда возмущены – постукивают им, точь-в-точь как мы в раздражении барабаним пальцами по столу.

Так вот, с мышами и произошла эта длинная история. Началась она давно, около 80 лет назад.

В 1927 г. молодой русский врач Нелли Добровольская-Завадская исследовала в Рижском университете влияние модных тогда Х-лучей на развитие раковых опухолей у мышей. В потомстве одного из облученных самцов она обнаружила мышей двух типов: с нормальными хвостами и с короткими. Они были такие смешные, эти мыши с короткими обрубочками вместо хвостов, так забавно ими помахивали, что Нелли Добровольская решила вывести породу таких мышей, хотя эта их особенность не имела никакого значения в ее исследовании.

Остановимся на минутку. Великий кибернетик Шеннон ввел в употребление слово «Serendipity». Этим термином он обозначил способность находить совсем не то, что ищешь, а нечто еще более интересное. Ту же мысль, но более подробно, выразил Винни-Пух: «Если мы будем искать эту яму, то мы ее обязательно не найдем, и тогда мы, может быть, найдем то, чего мы не ищем, а оно-то есть то, что мы на самом деле ищем».

Добровольская не нашла средства против рака. Она нашла короткохвостых мышей. Но ее мыши потом, через много лет, дали довольно много для понимания свойств злокачественных клеток.

Однако вернемся к нашим хвостам. Добровольская предположила, что ее короткохвостые мыши несут новую доминантную мутацию, которую она назвала греческим словом «Brachyury». Символом этого гена стала буква Т, сокращение от слова tail – «хвост».

Все попытки Добровольской получить линию короткохвостых мышей к успеху не привели. Два короткохвостых родителя давали всегда и короткохвостых и нормальных потомков. На этом основании хирург Добровольская предположила, что она имеет дело с летальной в гомозиготе мутацией (вспомните кошек с острова Мэн). Ее гипотеза была совершенно справедливой, хоть она и не смогла ее доказать.

Летом 1928 г. Добровольская отправилась в Париж и взяла с собой несколько мышей. Вместе с другим молодым русским исследователем Николаем Кобозиевым она собиралась изучить развитие гомозигот по гену Т. Добровольская и Кобозиев занялись скрещиванием гетерозиготных по мутации Т самцов (Т/+) с самками

из двух линий с нормальными хвостами. Первая линия – это французские белые лабораторные мыши: а вторая – потомки дикой домовой мыши, ее Добровольская поймала в Испании, где проводила свой отпуск.

Можете себе представить удивление исследователей, когда они однажды утром пришли посмотреть на потомков, родившихся от этих скрещиваний, и увидели вместе с короткохвостыми и нормальными мышами несколько зверьков вообще без хвостов или с совершенно поросячьими хвостиками! Откуда такие мышата взялись? Решить эту проблему можно было только с помощью генетического анализа. Добровольская и Кобозиев провели новое скрещивание – бесхвостых друг с другом. И здесь их ожидал новый сюрприз: все потомки от этого скрещивания оказались похожими на родителей – хвостов как не бывало. Почему? Рассмотрим внимательно это скрещивание. Гетерозиготу по доминантной мутации скрещиваем с нормой. И вместо того, чтобы получить в потомстве расщепление, 50 % мутантов и 50 % нормальных, получаем короткохвостых, нормальных – и еще неизвестно откуда берутся бесхвостые. Более того, эти бесхвостые при скрещивании друг с другом вообще не дают расщепления, а приносят только бесхвостое потомство, то есть ведут себя как гомозиготы. И еще одна загадка. Ведь все эти недоразумения произошли от скрещивания мутантов с двумя совершенно разными линиями, одна из которых вела происхождение от дикой мыши.

Добровольская в сомнениях. Ситуация, как у пассажира с чемоданом из анекдота: и нести тяжело, и бросить жалко. И тем не менее Добровольская во время своей поездки по Америке после безуспешных попыток решить эту проблему говорит: «Наилучшее решение состоит, видимо, в том, чтобы бросить эти бестолковые хвосты и вернуться в свою область, к раковым исследованиям».

Судьбе угодно, чтобы эта фраза была произнесена в Колумбийском университете, в лаборатории Лесли Кларенса Данна. Данн от этих бестолковых хвостов пришел в восторг и воскликнул: «Если так, то отдайте их мне». Хочу, чтобы вы поняли, что чувствовал он в этот момент. Ведь даже теперь, когда число описанных мутаций у мышей перевалило за 300, у любого генетика, проводящего опыты на мышах, замирает сердце, если он видит нового мутанта. Что же говорить о времени этого исторического разговора, ведь мутаций у мышей было описано очень мало. И кроме того, это был не простой мутант, а совершенно загадочный. И потом стоит учесть, что за человек был Лесли Кларенс Данн.

Лучше всего о нем сказала его ученица Доротея Беннет: «Он был генетиком из генетиков и биологом из биологов. Он исчерпывающе знал все, что касается генетики, и обладал твердой уверенностью в том, что именно генетика является той наукой, которая связывает все биологические дисциплины. Это свойство давало ему возможность компетентно разговаривать с любым человеком, интересующимся биологическими проблемами: и с соседями, жалующимися на неспособность вырастить вкусные помидоры, и с политическими деятелями – о генетической абсурдности расовой дискриминации».

Данна особенно привлекало то, что мы называем наследственной изменчивостью, в какой бы форме она ни проявлялась. Это делало его истинным натуралистом. Он одинаково интересовался человеком, мышами и садовыми цветами. Этот всеобъемлющий интерес отразился в том биологическом материале, с которым Данн работал: мыши, куры, дрозофила, человек. Самого ученого такая собственная широта раздражала, он чувствовал, что это делает его дилетантом во всем и специалистом ни в чем. В действительности было не так: то, что Данн называл дилетантизмом, было отражением его способности использовать генетику как связующую цепь между биологическими науками.