Журнал «Компьютерра» № 27-28 от 24 июля 2007 года (695 и 696 номер)
Шрифт:
Несколько десятков тысяч лет, с тех пор как человек стал существом не только разумным, но и социальным, на него почти перестал действовать один из принципов естественного отбора – выживание самых приспособленных. В результате все это время человечество накапливало груз генных мутаций. Генный полиморфизм – различия в последовательности нуклеотидов одного и того же гена – может заметно менять свойства соответствующего белка и организма в целом. Для этого часто достаточно замены всего одной «буквы» в гене, то есть в закодированном в нем белке одна аминокислота может замениться другой, форма белковой молекулы изменится, и белок будет работать более (а чаще – менее) эффективно, чем исходная версия. Или перестанет синтезироваться вообще.
Примерно
В ноябре 2006 года специалисты из тринадцати исследовательских центров опубликовали в журналах Nature, Nature Genetics и Genome Research статьи, во многом меняющие старые представления о строении человеческого генома. Оказывается, многие гены в нем представлены не одной парой, а многократно повторяющимися копиями. От числа таких повторов (например, через количество синтезируемого белка) могут зависеть особенности и отдельных людей, и целых популяций.
Новые "гены болезней" открывают чуть ли не каждый день. Результат последнего из таких исследований опубликован в июне нынешнего года. Обратите внимание на цифры: за два года 220 британских ученых из пятидесяти лабораторий проанализировали около 10 млрд. фрагментов ДНК, полученных у 17 тысяч человек – больных и здоровых. В результате они подтвердили десять известных и выявили десять новых вариантов генов, которые заметно повышают риск заболевания ишемической болезнью сердца, ревматоидным артритом, гипертонией, диабетом первого и второго типа, маниакально-депрессивным психозом и болезнью Крона. Это, кстати, ответ на предположение, что генетикам не хватает программеров, – подумайте, какие массивы с трудом формализуемой информации приходится обрабатывать в молекулярно-биологических исследованиях!
К сожалению, "ген болезни" – термин хоть и понятный и общепринятый, но крайне неудачный, а газетные заголовки вроде "Сенсация! Найден ген инфаркта!" – в большинстве случаев преувеличение. Повышенная вероятность большинства болезней определяется не одним, а целым рядом генов, и обычно обусловлена влиянием окружающей среды. Известны десятки "генов диабета", "генов инфаркта" и других болезней, и черт знает сколько их еще остается неизвестными. "Генов рака" наоткрывали уже несколько сотен – каждый из них, отвечающих за самые разные функции клеток, может внести свой вклад в формирование разных типов опухолей. Но для многих полиморфизмов отдельных генов можно достаточно точно сказать, какой болезнью и даже с какой вероятностью заболеет их носитель(ница).
Всем известная болезнь Дауна, вызванная лишней, третьей, копией 21-й хромосомы, встречается у одного новорожденного из восьмисот. Других болезней, вызванных нарушением числа или структуры хромосом, известно больше семи сотен. Моногенных болезней, вызванных нарушением работы одного-единственного гена, – около тысячи. Каждая из них встречается с разной частотой – от одного случая на миллион до примерно одного на тысячу новорожденных. В сумме каждый двадцатый человек с детства или в молодости становится инвалидом из-за болезней, вызванных неудачной комбинацией родительских
Диагностика тяжелых наследственных заболеваний на ранних стадиях беременности давно перестала быть экзотикой. Правда, родители при этом могут оказаться перед выбором – сделать аборт или родить больного ребенка. У преимплантационной диагностики в сочетании с экстракорпоральным оплодотворением (ЭКО) в этом смысле масса преимуществ при единственном недостатке. ЭКО – процедура не дешевая, и платить за нее в среднем придется два-четыре раза: даже в лучших клиниках вероятность беременности после "оплодотворения в пробирке" – около 50%. Зато из пяти-семи эмбрионов перед имплантацией в матку можно выбрать самые удачные – вернее, наименее неудачные: в геноме каждого из нас есть куча генов, представленных далеко не лучшими вариантами.
Нет никаких технических препятствий к тому, чтобы с помощью доступной преимплантационной или хотя бы пренатальной диагностики во много раз уменьшить число рождений заведомых инвалидов. И экономически такая программа, если ее внедрить в масштабе страны, скорее всего окупится – но общественная мораль к этому пока не готова. Даже частная инициатива по отбору эмбрионов обставлена массой законодательных ограничений.
Пожалуй, самые проработанные и самые мягкие в мире законы об ЭКО, клонировании, генной терапии и т. п. приняты в Великобритании. Но и там еще недавно отбор эмбрионов был ограничен генами, с которыми тяжелая болезнь разовьется с вероятностью более 90%. Теперь английские врачи имеют право проверять эмбрионы на наличие генов, при которых риск заболевания составляет 60–80% – но на каждый такой случай необходимо оформлять кучу документов и получать персональное разрешение Управления по оплодотворению и эмбриологии человека. Недавно родился первый в Британии "дизайнерский младенец" – девочка, которая не получила от матери вариант гена, при котором ей с вероятностью 90% грозила бы опухоль глаза – ретинобластома. Минувшей весной, через год после смягчения закона, две семейные пары попросили разрешение на выбор эмбрионов с «правильным» геном BRCA-1. Все будущие родители являются носителями мутантной копии этого гена. От рака груди умерли три поколения их родственников. Если опасный вариант гена достанется их дочерям, раком груди они заболеют с вероятностью 80%, раком яичников – с вероятностью 40–60% (а у мальчиков заметно возрастет вероятность рака простаты). Предварительно и неофициально заявителей заверили, что все будет ОК, но на выдачу официального разрешения бюрократической машине потребуется несколько месяцев.
Экстракорпоральное оплодотворение сейчас – процедура, на которую идут почти исключительно бесплодные пары. Остальные предпочитают зачинать детей обычным путем, полагаясь на волю случая. Даже в медико-генетическую консультацию будущие родители обычно обращаются уже после того, как их первый ребенок родился с наследственной болезнью. Сколько десятилетий понадобится на то, чтобы процедура отбора эмбрионов, несущих минимум «вредных» вариантов генов, стала общедоступной? Возьмется ли общественное здравоохранение (для начала, разумеется, в богатых странах) за создание для своих граждан условий отбора потенциально умных, здоровых, долговечных и т. д. эмбрионов или будет строго регламентировать желание частных лиц рожать по возможности здоровых детей?
Для усвоения молочного сахара – лактозы – в клетках кишечника у детенышей млекопитающих вырабатывается фермент лактаза. Когда люди только начали приручать коз, овец и коров, ген лактазы у человеческих детенышей прекращал функционировать примерно к пяти годам. На эволюцию этого признака понадобилось всего несколько тысяч лет, и сейчас расстройство желудка из-за свежего молока испытывают только 10% скандинавов, 30% русских – и до 80% представителей коренных народов Сибири и Дальнего Востока.