В ходе обсуждения всех этих фантастических перспектив я спрашиваю Козински, разрешил бы он генетические манипуляции с человеческими эмбрионами, в результате которых можно было бы обезвредить ген NF1 так, чтобы спасти новорожденных от нейрофиброматоза первого типа.
С ответом Чак не торопится, он что-то тихо говорит сам себе и в конце концов отвечает: «В этом вся проблема. Мы слишком быстро движемся вперед. Меня это очень беспокоит – мы начинаем использовать наши открытия напрямую на людях. А нужно еще очень многому научиться. Тревожит скорость, с которой все идет вперед. Но одновременно такая стремительность мне нравится, она дает надежду».
10. Гигантский клубок
Чтобы понять, почему НФ1 отличается особой сложностью и почему мы не можем просто взять и отрезать ген простуды, которая с раздражающей периодичностью настигает нас в феврале, нужно представлять, как работает собственно геном. Помните вопрос, почему глаза бывают не только голубыми или карими? Сейчас мы попытаемся на него ответить.
Когда ученые приступили к чтению и расшифровке генома – сначала генома микроорганизмов, потом животных и человека, – их поразило одно открытие: значительная часть генома не имеет отношения к генам. Это нечто иное. Как оказалось, из двух метров генома каждой клетки на гены приходится всего четыре сантиметра, то есть 2 %
[144]. Что же представляет собой остальной генетический материал? Значительная его часть отвечает за включение и выключение генов. Поскольку каждый ген – это закодированная инструкция одного белка, то набор активных генов в разных клетках получается разным. Клетка сердечной мышцы, клетка кожи и нервная клетка мозга содержат одинаковые хромосомы и геном, но работают по-разному, потому что в различных клетках активны различные гены.
Некоторые части генома следят за тем, чтобы при делении клетки хромосомы производили собственные копии, и чтобы в каждой новой клетке было нужное количество копий каждой хромосомы. По поводу еще одной части, некодирующей части ДНК, среди ученых все еще идут бурные дебаты. За что конкретно она отвечает? Насколько она важна? Что произойдет, если ее изменить? Шаг за шагом наука идет вперед, выясняя, что и как делает каждая часть. Некоторая ясность уже появилась, и каждый год мы узнаем новые подробности. Однако потребуется еще много времени, прежде чем ученые рискнут вмешаться в эти части генома. Иными словами, на данном этапе генетика использует генетические ножницы только для собственно генов или тех небольших фрагментов, которые ими управляют, и не трогает остальные части генома. То есть за территорию генов мы с вами не выходим.
Второй поразительный результат расшифровки человеческого генома заключается в том, что общее число наших генов составляет примерно 20 000 и не более
[145]. Двадцать тысяч мелких участков ДНК, управляющих тем, какие белки производят клетки. Это много, но предполагалось, что генов гораздо больше. Все, что мы собой являем, все, что происходит с нашим телом, – все это определяют именно они, эти 20 000 клубков с закодированными белковыми инструкциями, плюс получаемые клеткой инструкции по использованию этих клубков. Похоже на кладовую, в которой хранятся 20 000 ингредиентов, из которых можно приготовить любое существующее в мире блюдо. И ровно как в кулинарии, дело не только в наборе ингредиентов, но в первую очередь в том, как вы их сочетаете.
По сути ген – это закодированная инструкция по изготовлению одного белка. Принцип, разумеется, не строгий: отдельные детали внутри клетки могут приводить к образованию различных вариантов одного белка при участии одного и того же гена – так кондитер выпекает пирожные разной степени воздушности в зависимости от времени взбивания крема
[146]. Но здесь же скрыта одна из главных проблем генетических манипуляций: если не учесть все возможные варианты и исключения, результат может оказаться совершенно неожиданным.
Когда ученые только начинали изучать гены и их связь с происходящими в организме процессами, они рассчитывали и надеялись на то, что все окажется простым и понятным. Надо лишь расшифровать геном достаточно подробно – и мы на практике поймем, какой ген соответствует каждому свойству. Мы найдем ген склонности к лишнему весу и ген сердечно-сосудистых заболеваний, ген деменции и ген музыкальности, ген шизофрении и т. д. Это будет масштабнее и сложнее деления на голубоглазых и кареглазых или скрещивания гороха Менделя, но система будет понятной и управляемой. Увы.
Разумеется, генетики знали, что теория Менделя справедлива далеко не для всех качеств. Возьмем, к примеру, рост. Люди не делятся четко на высоких и низких, мы не горох Менделя и не распределяемся по категориям с жесткими рамками. Почти все мы приблизительно одинаковы, кто-то выше, кто-то ниже, но большинство – среднего роста. Редко встречаются люди ниже 150 см и выше двух метров. Это объясняется тем, что на рост человека влияют множество разных генов и их сочетаемость; важную роль, конечно, играют и внешние факторы: питание и общее состояние здоровья. Связь между генами и средой – отдельная тема, затрагивать которую мы сейчас не будем, но вернемся к ней позднее.
Ученые довольно быстро предположили, что, в отличие от простых свойств, например цвета глаз или волос, сложные качества – рост, интеллект, склонность к сердечно-сосудистым заболеваниям или деменции – обусловлены несколькими генами. Если четкая схема скрещивания не вырисовывалась, ученые делали вывод, что свойство зависит от нескольких генов. Согласно гипотезам конца 1990-х, отдельными сложными качествами могли управлять до двадцати генов. Поразительная мысль. Но снова неверная.
С появлением в середине 2000-х мощных компьютеров, способных делать сложнейшие вычисления, ученые получили реальный шанс обнаружить связи между генами и качествами, но ученых охватил страх. И недоверие к результатам подобных исследований. Речь пошла не о двадцати, не о пятидесяти и даже не о сотне генов. На настоящий момент, к примеру, мы знаем, что на рост влияют примерно 700 генов. При незначительных различиях – 700 генов! Как такое возможно?
[147]
