Читать онлайн «Геном». Страница 40

Несмотря на то что тысячи лет инфекционные болезни были бичом человечества, до недавнего времени значение инфекций недооценивалось. Многие болезни, которые принято было связывать с загрязнением среды, вредной профессией или неправильной диетой, теперь рассма­триваются как результат хронических инфекционных за­болеваний, вызываемых ранее неизвестными бактериями и вирусами. Наиболее ярким примером является история с язвенной болезнью. Многие фармацевтические компа­нии заработали огромные капиталы на разработке и прода­же медикаментов, устраняющих симптомы язвы, тогда как для полного излечения достаточно было правильно подо­брать антибиотики. Оказалось, что язву вызывает микро­организм Helicobacter pylori. Заражение обычно происходит в детском возрасте и именно инфекция ведет к язве, а не переедание, стрессы и жизненные неудачи. Также много свидетельств о том, что заболевания сердца связаны с ин­фицированием хламидиями и вирусом герпеса. Выявлены вирусы, ведущие к артритам, и даже такие заболевания, как хроническая депрессия и шизофрения, связывают с актив­ностью редкого нейротропного вируса болезни Борна, ко­торый обычно вызывает заболевания у лошадей и кошек. Вероятно, не все эти взаимосвязи подтвердятся будущими исследованиями. Вполне возможно, что больные органы привлекают микробов, и инфекция становится вторичным, а не первичным фактором. И все же, известно, что склон­ность к заболеваниям сердца также передается по наслед­ству. Возможно, что связь нужно искать не между генами и сердцем, а между мутацией и устойчивостью к определен­ной инфекции (Ridley М. 1997. Diseases. Phoenix, London).

Если в геноме отпечатались свирепствовавшие эпиде­мии, то по генетическим различиям разных народов мож­но судить о том, какие именно заболевания были бичом для наших предков. Тот факт, что у американских индейцев преимущественно была группа крови О, может свидетель­ствовать о том, что первопоселенцы Америки не сталкива­лись с холерой и другими острыми кишечными заболевани­ями, по крайней мере до появления европейцев. Хотя и в Старом Свете холера была не таким уж распространенным заболеванием, не считая эндемичных очагов в долине реки Ганг. Только в 1830 году эпидемия холеры распространи­лась на всю Европу, Африку и Америку. Наверное, нам сле­дует поискать другое, более убедительное объяснение пре­валирования группы О у коренного населения Америки, тем более что у предков индейцев, как стало известно в ре­зультате изучения древних мумий в Северной Америке, за­хороненных еще до открытия Америки Колумбом, группа крови была А и В. Создается впечатление, что гены А и В были выдавлены из популяции индейцев каким-то другим фактором, характерным только для американского конти­нента. Вполне возможно, что в роли этого поршня высту­пил сифилис — болезнь, родиной которой многие ученые считают Америку (дискуссии продолжаются, но явные при­знаки сифилиса были обнаружены на скелетах индейцев, умерших до 1492 года, тогда как нет ни одного достоверно­го свидетельства о сифилисе в Европе до этого времени).

Люди с группой крови О немного менее чувствительны к сифилису, чем люди с другими группами крови (Cavalli- Sforza L. L., Cavalli-Sforza F. 1995. The great human diasporas. Addison Wesley, Reading, Massachusetts).

Узнав о связи между группой крови и холерой, мы гото­вы принять еще более удивительные зависимости. Пред­ставьте себе, что вы уважаемый профессор. И вот однажды вы попросили своих студентов, юношей и девушек, носить несколько дней тенниски, не пользуясь дезодорантами и духами, а затем принести эти тенниски вам. Наверное, студенты подумали бы, что вы переутомились или шутите над ними. Они бы еще более удивились, если бы вы пред­ложили аудитории понюхать грязную одежду и выбрать ту тенниску, запах у которой в подмышечной области больше всего им понравился. Не пора ли вызывать врача? Но насто­ящие ученые лишены предрассудков и ложной брезгливо­сти. Именно такой эксперимент провели Клаус Ведеркинд (Claus Wederkind) и Сандра Фюри (Sandra Ftiri). Они обна­ружили, что мужчины и женщины больше всего предпочи­тают (или считают менее противным) запах представите­лей противоположного пола, которые генетически наибо­лее далеки от них. Ведеркинд и Фюри обратили внимание на ген МНС, лежащий на хромосоме 6. Белок этого гена уча­ствует в определении иммунной системой организма своих и чужих белков. Ген оказался чрезвычайно изменчивым. В опытах на мышах ученые обнаружили, что самка мыши отдает предпочтение самцам, у которых ген МНС макси­мально отличается от ее собственного гена, о чем она судит по запаху мочи самца. Ведеркинд и Фюри задумались, а не сохранилось ли у людей чутье на альтернативный генотип. Оказалось, что женщинам также больше нравился запах тех мужчин, которые наиболее сильно отличались от них генетически. Только женщины, принимающие противоза­чаточные таблетки, не могли определить, какой запах им нравится, — известно, что контрацептивы ослабляют обо­няние. Ведеркинд и Фюри пришли к выводу: «Нет запаха, одинаково хорошего для всех. Все зависит от того, кто нюхает» (Wederkind С., Ftiri S. 1997. Body odour preferences in men and women: do they aim for specific MHC combinations or simply heterogeneity? Proceedings of the Royal Society of London, Series В 264: 1471-1479).

Данный эксперимент на мышах интерпретировали обычно в том плане, что предпочтение генетически от­даленного партнера закрепилось генетически, поскольку предупреждает имбридинг— близкородственное скрещи­вание, ведущее к проявлению рецессивных генетических заболеваний. Но такие предпочтения можно объяснить также в свете наших знаний о группах крови. Как вы пом­ните, наиболее устойчивые к холере дети появлялись в се­мьях, где у одного из родителей был генотип АА, а у дру­гого — ВВ. Подобная параллельная эволюция характерна и для многих других пар генов, в том числе и для гена МНС, который является ключевой фигурой в развитии устойчи­вости ко многим заболеваниям. В таком случае сочетание в геноме разных вариантов гена, обеспечивающих устойчи­вость к максимально широкому спектру инфекционных за­болеваний, вполне объясняет эволюционно закрепленное стремление друг к другу партнеров с разными генотипами.

Когда мы говорим о геноме, не следует представлять его как картину, в которой отражается только наша история. Геном продолжает изменяться. Различные версии генов до­стигают своего пика и теряют популярность, что происхо­дит часто в результате смены прессинга со стороны одних заболеваний в пользу других. О, это достойное сожаления стремление человека к стабильности и вера в уравновешен­ность всего, что нас окружает! Но геном невозможно оста­новить в его развитии. Когда-то экологи также верили в по­стоянство климата и стабильность биосферы: дуб — дерево Англии, пихта — дерево Норвегии. История показала, что все меняется, и значительно быстрее, чем мы того ожида­ем. Оказалось, что экология, как и генетика, не находятся в статичном состоянии. Напротив, постоянные изменения являются характерной их чертой.

Первым, кто осознал в полной мере естественное непо­стоянство генома человека, был Халдане (J. В. S. Haldane), который пытался разгадать причину варьирования генов в популяции. Еще в 1949 году он предположил, что стабиль­ная изменчивость генов человека может быть результатом селективного давления со стороны паразитов. Теорию раз­вил индийский коллега Халдана — Суреш Джаякар (Suresh Jayakar). В 1970 году он доказал, что гены в популяции лю­дей находятся в постоянном циркулярном развитии, когда доминирующие болезни ведут к селекции генов, ослабляю­щих влияние данной болезни, но открывающих двери дру­гим заболеваниям. И так цикл за циклом до бесконечности. В 1980 году австралиец Роберт Мэй (Robert May) показал, что даже в простой искусственной системе «хозяин-па­разит» не наступает равновесия. Численности паразита и организма-хозяина постоянно волнообразно изменяются. Мэй стал одним из родоначальников теории хаоса. И на­конец, англичанин Уильям Хамильтон (William Hamilton) описал генетическую эволюцию с помощью стройной мате­матической формулы, в основе которой лежит постоянное соревнование между паразитами и их хозяевами, что ведет, по словам Хамильтона, к «вечному движению множества ге­нов» (Hamilton W. D. 1990. Memes of Haldane and Jayakar in a theory of sex. Journal of Genetics 69: 17-32).

В 70-х годах прошлого века, так же, как это случилось в физике на полстолетия раньше, мир определенности, ста­бильности и детерминизма в биологии рухнул, уступив ме­сто новым теориям динамики, развития и неопределенно­сти. Геном, который удалось вскрыть и прочитать нашему поколению, — это всего лишь снимок вечно изменяющегося документа, у которого никогда не будет последнего издания.

В геноме, как в летописи, записана история опустоша­ющих эпидемий, сквозь которые пришлось пройти нашим предкам. Смертельная битва с малярией, дизентерией и прочими напастями запечатлелась в мозаике сложных ком­бинаций различных вариантов генов. Успех противостоя­ния человека инфекции запрограммирован как в его гено­ме, так и в геноме паразита. Когда малярийный плазмодий попадает в кровь человека, организм отправляет на схватку свою команду генов, то же делает и плазмодий. Если его на­падающие лучше наших защитников, микроб побеждает. Никаких замен в ходе матча не предусмотрено.