Умный ген. Какая еда нужна нашей ДНК
Шрифт:
УПРАВЛЯЕМАЯ ЭВОЛЮЦИЯ?
В 2007 году консорциум генетиков, исследовавших аутизм, смело заявил, что болезнь является не генетической в типичном смысле слова (наследование «гена аутизма» от одного или обоих родителей). Новые технологии секвенирования генов показали, что у многих детей с аутизмом наблюдаются совершенно новые генетические мутации, никогда ранее не присутствовавшие в их семейной линии.
В статье, опубликованной в престижном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, говорится: «Большинство случаев аутизма – это результат мутаций de novo, происходящих в половых клетках родителей»42. Причины этого мы подробно рассмотрим в главе 9.
В 2012 году группа, исследовавшая эти новые, спонтанные мутации, обнаружила, что случайность – не единственный определяющий фактор. Их исследование, опубликованное в журнале Cell, показало неожиданную группу мутаций, в 100 раз чаще случающуюся в определенных «горячих точках», регионах человеческого генома, где нить ДНК туго обвивается вокруг организующих белков, гистонов, исполняющих
Эти мутации, похоже, непосредственно влияют на определенные черты характера. Джонатан Себат, ведущий автор статьи 2012 года, предполагает, что «горячие точки» сконструированы таким образом, что «их мутации изменяют черты человеческого характера», включая или выключая развитие определенных моделей поведения. Например, когда определенный ген в «горячей точке» седьмой хромосомы дублируется, у детей развивается аутизм, задержка в развитии, характеризующаяся почти полным отсутствием интереса к социальному общению. При делеции той же хромосомы у детей развивается синдром Уильямса, задержка в развитии, характеризующаяся неумеренной общительностью: дети говорят очень много и практически с кем угодно. Явление, при котором определенные черты характера усиливаются или ослабевают из-за вариаций в экспрессии генов, недавно признали следствием архитектуры ДНК и назвали «активной адаптивной эволюцией»44.
У нас есть и другие доказательства того, что новые мутации, связанные с аутизмом, управляются определенной логикой: теперь мы знаем, что «горячие точки» могут активироваться эпигенетическими факторами, в частности, одним из видов эпигенетического маркирования – метилированием45. В отсутствие достаточного количества витаминов группы В некоторые участки гена теряют метилированные метки и открывают тем самым участки ДНК для воздействия факторов, вызывающих новые мутации. Иными словами, отсутствие определенных компонентов в рационе родителей вызывает реакцию генома, которая, возможно, поможет детям справиться с новыми условиями питания. Это, конечно, не всегда работает, но цель, похоже, именно такая.
Можно практически представить, что это – попытка изменить черты характера таким образом, чтобы создать творческий ум нового типа, который поможет нам адаптироваться по-новому.
Свидетельства в пользу того, что в ДНК содержится язык
Мы пока еще не представляем себе, как именно природе удается следить, какие программные коды работают лучше всего и для чего, или как вещества из окружающей среды – минералы, витамины, токсины и т. д. – влияют на новую эпигенетическую стратегию, но некоторые интригующие исследования поддерживают предположение, что ДНК действительно умеет «вести дневник».
В 1994 году математики обнаружили, что «мусорная ДНК» содержит паттерны, похожие на естественный язык, потому что она, помимо всего прочего, подчиняется закону Ципфа (иерархическое распределение слов, присутствующее во всех языках)46,47,48,49. Некоторые генетики не согласны с этим утверждением, но другие считают, что этот дополнительный уровень сложности может со временем помочь раскрыть многие тайны ДНК. Впрочем, все согласны, что в «мусорной ДНК» очень много места для хранения информации. «Мусорная ДНК» – это достаточно большое хранилище информации, чтобы служить своеобразным химическим программным обеспечением, предназначенным, чтобы (лучшего слова тут не подобрать) узнавать что-то об условиях питания, а затем размножаться уже с обновлениями информации. Некоторые молекулярные биологи считают, что эта способность вызывать просчитанную реакцию на изменения окружающей среды говорит о том, что язык, закодированный в «мусорной ДНК», «важен для… эволюционного процесса», и подразумевает существование «независимого механизма постепенной регуляции экспрессии генов». Выходит, что в эволюции, вполне возможно, участвуют и другие механизмы, кроме общепринятых – отбора и случайных мутаций. Отрасль эволюционных исследований, изучающая, как все три эти механизма управляют эволюцией, называется адаптивной эволюцией.
Один из примеров логики, управляющей поведением ДНК, можно увидеть, наблюдая за эффектами от недостатка витамина А. В конце 1930-х годов профессор Фред Хэйл, работавший на Техасской сельскохозяйственной экспериментальной станции, сумел перед оплодотворением обеспечить такой дефицит витамина А в организме свиноматок, что у них рождались поросята без глазных яблок50. Когда этим же свиноматкам давали витамин А, в следующих пометах рождались поросята с нормальными глазными яблоками, что говорит о том, что рост глаз отключался не из-за перманентной мутации, а из-за временной эпигенетической модификации. Витамин А вырабатывается из ретиноидов, которые получаются из растений, которые, в свою очередь, зависят от солнечного света. Так что ДНК реагировала на отсутствие витамина А как на отсутствие света или на темную среду, в которой глаза просто бесполезны, и отключала гены, отвечающие за рост глаз. У безглазых поросят были веки, как и у слепых пещерных саламандр. Возможно, саламандры и другие слепые пещерные обитатели тоже пережили похожую эпигенетическую модификацию генов, контролирующих рост глаз, из-за низкого уровня витамина А в пещерах, где нет ни света, ни растений.
Если взять все имеющиеся эпигенетические свидетельства, то получится, что ДНК – это намного более динамичный и умный механизм адаптации, чем кажется. По сути, ДНК умеет собирать информацию – с помощью «языка» пищи, которую принимает организм – об изменениях условий окружающей среды, и запускает изменения, основанные на этой информации, а также документирует собранные данные и реакцию для следующих поколений. «Мусорная ДНК» полна генетических сокровищ. Возможно, она работает как постоянно увеличивающаяся библиотека, в которой работает проницательный «библиотекарь», постоянно перечитывающий уже написанные труды об успешных и провальных стратегиях генетической адаптации. Из этого должно следовать, что более сложные организмы с большими клетками, в чьих геномах записана более сложная эволюционная история, должны нести в себе больше обширных библиотек, наполненных «мусорной ДНК». Так оно и есть51.
«Умный библиотекарь» – это полная противоположность отбору и случайным мутациям в качестве единственных механизмов генетического изменения и развития новых видов. Учитывая высокую конкуренцию в борьбе за выживание, кажется очевидным, что генетические коды, которые умеют прислушиваться к внешнему миру и использовать эту информацию для принятия решений, будут иметь заметное преимущество в сравнении с теми, кто шарит вслепую и надеется только на удачу. Это понимание может породить совершенно новый взгляд на то, как появились мы с вами, и дать совершенно новое определение термину «разумный замысел». Способность ДНК разумно реагировать на изменения в пищевой среде помогает ей извлекать максимум из имеющегося изобилия, эксплуатировать богатые питательные условия – точно так же, как, скажем, дизайнер интерьеров обязательно воспользуется внезапно пришедшей посылкой с высококачественной шелковой обивкой. Наши гены помогают нам переживать периоды голода и стресса с помощью экспериментов и пользуются любым изобилием питания, чтобы экспериментировать дальше – не слепо, не с помощью случайных мутаций, а с помощью памяти и целенаправленно, руководствуясь прежним опытом, закодированным в их структуре.
Почему это важно для вас?
Химический интеллект, закодированный в вашей ДНК, и интеллект наших далеких предков ставили перед собой одну и ту же цель: выжить. Геномы в организмах ваших предков менялись и перемешивались, чтобы привести получаемые питательные вещества в соответствие с физиологическими потребностями, а люди, носившие в себе эти гены, обменивались советами по производству орудий труда и слухами о том, где можно найти пищу получше, и, благодаря всей этой синергии целеустремленности, небольшая группа приматов, выходцев с Африканского континента, смогла со временем подчинить себе весь мир.
Под неусыпным наблюдением бабушек и повитух появлялись новые особые блюда и напитки, благодаря которым рождались дети, которые росли и учились быстрее, чем их родители. Дети, естественно, подрастали, сами становились родителями, формировали собственный набор наблюдений и выводов о том, как устроен мир и как лучше всего гарантировать себе выживание. Одна из черт, сделавших людей (и их предков) по-настоящему уникальными, – применение орудий труда для того, чтобы получить возможность употреблять в пищу намного больше всего съедобного, чем конкуренты, а это уже помогало нашим безжалостным и эгоистичным генам постоянно возрождаться, пересматривать и улучшать себя. Мы смогли пронести свои геномы через тысячелетия, пройдя от одного океана до другого, через горы и континенты, от каменного века до современной эпохи.
Те из вас, кто хочет и дальше поддерживать главный результат этого достижения – красивые, здоровые человеческие тела, – наверняка захотят познакомиться с едой и способами ее приготовления, благодаря которым мы сумели зайти так далеко. Принимая в пищу блюда, описанные в следующих главах, вы будете общаться непосредственно с вашими генами. Эти блюда скажут вашему эпигеному, чтобы он сделал ваше тело сильнее, энергичнее, здоровее и красивее. И эпигеном их послушается.
Насколько ДНК умно и быстро реагирует? На этот вопрос можно ответить так: представьте, что, когда вы изучаете какой-нибудь предмет для экзамена, ваша голова не «переполняется», и вы можете добавить столько пространства для знаний и информации, сколько потребуется. Так что в течение всей жизни, изучая новые предметы и дисциплины, новые языки, читая новые книги, вы адаптируете свой ум, чтобы он усвоил все это. Сколько вы будете знать? Сколько проблем сможете решить лучше, чем сейчас? А теперь представьте, что все эти знания вы сможете передать своим потомкам, и они уже с самого детства смогут воспользоваться вашей накопленной мудростью. Может быть, не всеми мелкими подробностями, но, по крайней мере, самое важное они уже будут знать – ту историю, что рассказывается уже на протяжении многих поколений и помогает им выживать и давать потомство. А еще представьте, что вы уже унаследовали знания от родителей, которые унаследовали их от своих родителей, и так далее – в течение тысяч поколений, с момента начала вашего рода. Вот что такое ДНК.
Невероятные молекулы, управляющие потрясающим микрокосмом всех ваших живых клеток, делают все это прямо сейчас. Каждая клетка вашего тела – сосуд, несущий в себе код, который находится в постоянной разработке с того самого момента, как рудиментарное скопление генетического материала впервые спряталось в липидной оболочке и обозначило тем самым свое отличие от первобытного морского мира, окружавшего его.
Как разблокировать генетический потенциал
Неважно, верите ли вы в «интеллигент генов» или нет; я надеюсь, что из этой главы вы поняли для себя хотя бы то, что гены не записаны в нас раз и навсегда. Они невероятно чувствительны к тому, как мы с ними обращаемся. Словно на изящной картине, передаваемой из поколение в поколение, на нашей семейной ДНК отпечатываются условия, которые либо повреждали ее, либо, наоборот, способствовали сохранению. Когда с ДНК обращаются плохо, словно с картиной Моне, брошенной в дальний угол влажного, заплесневелого подвала, наследство теряет в цене. И эти потери могут быть убийственными. Между Хэлли Берри и носильщиком ее багажа, между всеми высокими, стройными и прекрасными людьми, которые ходят по ковровым дорожкам Голливуда или теннисным кортам Уимблдона, и всеми нами, которые могут только издали наблюдать за ними, лежат миллионы нерассказанных историй о нехватке питания, о потерянной и искаженной генетической информации. Неравенство наших предков в возможности сохранить генетическое богатство – главная причина, по которой сейчас столько людей хотят быть более здоровыми, красивыми, атлетичными и наслаждаться многими другими полезными свойствами здоровых генов.
В первой главе я познакомила вас с идеей, что генетическая лотерея вовсе не случайна, а в этой главе мы увидели, как гены принимают практически интеллектуальные решения, отчасти руководствуясь химической информацией из принимаемой нами пищи. В следующих главах мы увидим, что когда едим правильно – когда постоянно «маринуем» хромосомы в химическом супе, который помогает им работать на максимуме эффективности, – гены Homo sapiens создают настоящие скульптуры из плоти и крови. Именно поэтому у красивых людей всех рас одинаковая геометрия скелета, и именно поэтому на протяжении большей части человеческой истории «голливудских» красавцев и красоток было не меньше, чем звезд на небе.