Погода в Одессе
Сейчас от +22° до +27°
Днем от +28° до +29°
Море -°. Влажн. 70-72%
Курсы валют
$25.89 • €30.14
$27.05 • €29.00
$27.00 • €28.90
Фильтр публикаций
Все разделы
Публикации по дате
Дата:

Мутации, которые всегда с нами

Четверг, 4 мая 2017, 23:32

Дмитрий Симонов

Фокус, 24.04.2017

Авария на Чернобыльской АЭС 31 год назад породила множество мифов. Один из них — мутанты. Газетные фотографии телёнка с двумя головами или сорняка в человеческий рост якобы служили верным доказательством мутагенной силы чернобыльской радиации. А между тем самые настоящие генетические мутации возникают не из-за аварий на атомных станциях, и они куда ближе, чем многие из нас думают, — внутри нас самих.

Геном человека — то есть все "инструкции", по которым работает наш организм от момента зачатия до смерти, записан с помощью алфавита из четырёх букв. В каждой нормальной клетке нашего тела (кроме половых, конечно) эта "инструкция" содержит около 6 млрд букв — половина отцовские, половина — материнские.

Когда клетка делится, инструкция копируется. Но в процессе копирования ошибки неизбежны. Подобно тому, как накапливались при переписывании древних рукописей, они возникают и в наших генах.

Если сравнить гены ребёнка и его родителей, окажется, что у него в среднем около 100 "букв" не такие, как у папы и мамы. Другими словами, у каждого, кто читает это строки, есть в среднем 100 мутаций, которых у его родителей не было, или, говоря научным языком, мутаций de novo. Большинство из них появилось в процессе деления клеток, из которых произошёл тот самый сперматозоид, оплодотворивший яйцеклетку вашей матери. И чем старше был ваш отец, когда это случилось, тем больше мутаций de novo в вашем организме. А вот возраст матери в подавляющем большинстве случаев здесь не так важен, как возраст отца.

К счастью, приблизительно 90% этих мутаций оказывается в части генома, практически никак не влияющей на нашу жизнь (именно 90% нашего ДНК — это, грубо говоря, ненужный мусор). А вот оставшиеся 10% случаются в "рабочих" генах. Лишь некоторые из них дают о себе знать сразу и однозначно, но подавляющее большинство могут проявиться во взрослом возрасте или в старости. А могут и не проявиться — это зависит от факторов среды. Сегодня, например, известна по меньшей мере тысяча генов, мутации в которых могут привести к шизофрении.

При этом не стоит забывать, что кроме мутаций de novo в наших генах есть ещё больше мутаций, унаследованных через наших родителей от предыдущих поколений.

Так всё же увеличил ли Чернобыль число мутаций в наших генах? Этот вопрос мы задали профессору Мичиганского университета (США) Алексею Кондрашову. Во-первых, потому что он один из ведущих в мире специалистов по мутациям в человеческих популяциях. А во-вторых, в прошлом году он был в Киеве, где прочитал ряд специальных и популярных лекций. Вы их наверняка пропустили, а мы там были и выше уже пересказали самое основное.

А заодно мы поговорили с Алексеем Кондрашовым об эволюции современного человека, наших родственниках — неандертальцах и денисовцах, а также о модных генетических тестах.

В своих популярных лекциях вы рассказываете о том, что у любого человека есть генетические мутации — в среднем около тысячи, и с каждым поколением их число растёт. В Украине 31 год назад произошла авария на Чернобыльской АЭС, люди получили определённую дозу облучения. Можно ли говорить, что у среднего украинца из-за этого стало больше генетических мутаций?

— Если говорить о мутациях, то радиация, плохой мутаген, потому что она очень вредна. Это значит, что с помощью радиации вы не сможете у человека или другого млекопитающего удвоить скорость мутации. Потому что прежде, чем она удвоится, в организме что-то сломается. Другими словами, она гораздо быстрее приведёт к смерти, чем будет передаваться по наследству и накапливаться в следующих поколениях.

Это подтверждают исследования, связанные с Хиросимой. Там после взрыва чётко наблюдалось повышение частоты лейкозов и рака у тех, кто получил облучение. При этом долго изучали потомство людей, переживших облучение, и ничего особенного не обнаружили. Так что я бы по поводу отдалённых последствий радиации не переживал.

Страшнее химический мутагенез. Он не убивает сразу, поэтому количество мутаций у позвоночных может увеличится в десятки раз. Самые страшные мутагены — так называемые алкилирующие соединения, которых в природе в общем мало. Классический пример — заплесневелый арахис. В нём образуется вещество, которое среди прочего является мутагеном.

Но если не ставить перед собой задачу травить человека мутагенами намеренно, то большая часть мутаций, которые происходят в наших генах, являются спонтанными. То есть они ничем специальным не спровоцированы.

А можно как-то снизить скорость накопления мутаций?

— Пока способ снизить скорость мутаций не известен. Говорят, что полезны полифенолы, мол, пейте зелёный чай. Но никаких научных работ, показывающих снижение скорости мутаций, передаваемых потомству, сегодня нет.

В лекциях вы упоминаете о том, что когда был секвенирован геном нобелевского лауреата Джеймса Уотсона (определена последовательность нуклеотидов — "букв", из которых состоит ДНК. — Фокус), в его ДНК нашли много плохого в смысле мутаций. Почему именно его вы приводите в пример — гены Уотсона были чем-то необычны в этом плане?

— Нет. Просто именно его геном был секвенирован первым в истории. Надо было с кого-то начать. Если меня секвенировать, то и у меня найдётся какая-нибудь гадость, если вас — то и у вас.

Вы знаете свой генотип?

— Нет. Во-первых, коммерческие компании, занимающиеся этим, не смотрят на весь генотип, а только на некоторые гены. А во-вторых, эта информация совершенно бесполезна. Ну скажут, сколько во мне процентов неандертальца, полтора или два с половиной. Это, конечно, интересно, но как моя жизнь изменится после этого?

Кстати, о компаниях, предлагающих генетические тесты. Если эти тесты напрямую связаны с медицинскими аспектами, то здесь всё более-менее понятно. Но многие из них якобы могут выявить у человека склонности или таланты. Или с помощью таких тестов дают рекомендации, кому кофе или мясо можно, а кому лучше воздержаться. Понятно, что это делается на научной основе, но насколько всё честно по отношению к "обычному человеку", который, скорее всего, не может понять тонкостей и нюансов результата?

— Тут возможны два основных варианта. Первый, когда у человека есть какая-то чёткая "клиника" — он болен и диагноз поставить не удаётся. Тогда начинают его секвенировать и находят генетические причины болезни приблизительно лишь в 20% случаев. А в оставшихся 80% ничего найти не удаётся.

И второй вариант, когда человек в разумной степени здоров (но, как известно, здоровых людей не бывает, бывают недообследованные). В таких случаях сегодня с медицинской точки зрения секвенировать геном не показано. Хотя когда-то эта ситуация, скорее всего, поменяется. Но если по вашему генотипу говорят, будете вы шахматистом, бандитом или музыкантом, то это просто враньё. Была в Америке знаменитая компания 23andMe, выдававшая всякие медицинские советы по генотипу. Соответствующее американское ведомство запретило им этим заниматься — сказало, мол, не вешайте людям лапшу на уши.

Но неожиданным образом оказалось, что кое-какая польза от этих генетических анализов всё-таки есть. Что бы у человека в геноме ни нашли, совет практически один: есть больше овощей и бегать по утрам. А это очень полезно, как известно. То есть такой психотерапевтический приём.

Не могу не спросить о родственниках и предках человека. Сейчас много научно-популярных публикаций о том, что люди современного типа в своё время скрещивались с неандертальцами и денисовцами. Следовательно, среди современных людей есть те, кто несёт в себе гены тех или других родственников человека разумного. Но ещё в школе нас учили, что если два вида скрещиваются, то у них или не будет потомства или будет, но бесплодное.

— Что такое разные виды организмов — сложный вопрос. Если сравнить слона и крокодила, то очевидно, что это разные виды. Но часто бывают пограничные ситуации. Как они могут возникать — объясню на примере. Пять миллионов лет назад Южная Америка ударила Северную Америку, возник Панамский перешеек. Он разделил современное Карибское море и Тихий океан. Соответственно, единые популяции разных морских организмов вдруг оказались разделены огромными континентами. Они стали независимо эволюционировать, и сейчас мы видим множество пар близких видов — один сидит в Карибском море, а другой — в Тихом океане. Сегодня они уже не скрещиваются, но в какой момент — через сколько тысяч лет после возникновения перешейка они стали разными видами? Конечно же, нельзя сказать, что ещё вчера они были одним видом, а уже сегодня стали двумя разными. Процесс накопления различий и возникновение репродуктивной изоляции не случается в один момент.

Что же касается сапиенсов и неандертальцев, то они разделились приблизительно 600–700 тысяч лет назад. Это считается немного. Например, платаны, выращиваемые в городе, это гибриды двух видов, которые разделились 20 миллионов лет назад. Но они скрещиваются и дают плодовитое потомство. Можно скрестить верблюда с ламой, которые разошлись 15 миллионов лет назад. Правда, потомки у них будут слабые и бесплодные.

Можно спорить о том, называть или не называть сапиенсов и неандертальцев разными видами, но нет оснований думать, что между ними были репродуктивные барьеры. Именно поэтому мы с вами теперь на 2% неандертальцы и на 98% — сапиенсы.

А что конкретно хорошего или плохого эти гены, неандертальские или денисовские, дают современному человеку?

— Гены денисовцев находятся в основном у папуасов и австралийских аборигенов. Почему так получилось, никто точно не знает. Но несколько лет назад удалось обнаружить, что у тибетцев ген одного из белков гемоглобина сильно отличается от такого же гена современных людей. Выяснилось, что этот ген они позаимствовали у денисовцев и он помогает им адаптироваться к условиям высокогорья.

Что касается неандертальских генов, на эту тему сейчас много всего написано. Говорят, что с этими генами связан метаболизм липидов и они влияют на какие-то иммунные процессы. Но лично я думаю, что это ещё будет проясняться и уточняться.

Существует обывательское мнение, что, поскольку современный человек меньше мёрзнет, меньше работает физически, не так сильно зависит от некоторых болезней, другими словами, живёт в относительно тепличных условиях по сравнению с нашими предками, то через какое-то время человечество просто выродится. Доказать в эксперименте на людях это, конечно, нельзя, зато вы и другие исследователи проводили похожие эксперименты над животными. Насколько их результаты применимы к людям?

— Это обывательское мнение восходит к Дарвину. Он говорил, что в примитивных обществах все, кто остаётся в живых, — здоровые и сильные, а в цивилизованных обществах мы изо всех сил стараемся, чтобы никто не погибал, поэтому слабые тоже часто выживают. У того, кто когда-нибудь занимался разведением сельскохозяйственных животных, не будет сомнений в том, что для человеческих популяций это чрезвычайно вредно.

Думаю, в значительной степени это правда. Если отбор ослабевает, это плохо, потому что вредные мутации никуда не деваются, а накапливаются в следующих поколениях.

Мы пытались проверить это в эксперименте на дрозофилах, исключив естественный отбор, насколько это возможно. Оказалось, что за одно поколение приспособленность популяции снижалась приблизительно на 2% по сравнению с предыдущим. Это значит, что за 40 поколений она упала более чем вдвое. То есть эксперимент доказывает, что если исключить естественный отбор, будет плохо.

Но здесь возникает интересный вопрос: до какой степени отбор в современной человеческой популяции отключён? Точного ответа на него никто не знает. В том, что он ослаблен, не приходится сомневаться, поскольку в современном мире смертность гораздо ниже, чем была раньше. Но остались другие возможности для отбора. Например, отбор до рождения. Люди обычно плохо представляют, что из человеческих зигот (клетка, образующаяся в результате слияния яйцеклетки и сперматозоида. — Фокус) до рождения доживают только 30%. Остальные 70% погибают — обычно на ранней стадии. Если отбросить явные генетические аномалии, то в оставшихся случаях никто не знает, почему именно это происходит. Получается, что отбор полностью не исчез. Поэтому обывательское мнение в первом приближении верно, но количественного ответа нет.

9993

Комментировать:
  1. Kourtney Суббота, 20 мая 2017, 06:17
    Le tableau est très intéressant mais il manque l&;uusorévolqtion du niveau des prix. Lorsque l’on regarde certains secteurs, on pourrait se dire qu’il y a un regain d’intérêt ou que ce secteur se porte mieux, mais si les prix ont fortement augmenté quand est-il vraiment? Une forte hausse de prix couplée avec une baisse de la consommation pourrait engendrer une augmentation de la consommation en valeur qui serait alors artificielle, la présence de l’évolution des pris serait un plus ou encore l’évolution des volumes consommés.