Николай Казимирович Янковский заведующий лабораторией анализа генома Института общей генетики им. Н.И. Вавилова.
Янковский: Добрый день! Сегодня я расскажу вам о генетике и геномике человека. Какие достижения этих наук. Какие надежды с ними связывают. Какие страхи возникают из-за них. И я скажу, что мне такие лекции приходится читать не первый раз. Аудитории, в которых большая часть людей ничего не понимает во всех этих словах, и поэтому, специальных, я буду обходиться без них по возможности. Вообще, наука, она непонятна в том, что слова использует незнакомые. Если незнакомых слов не будет, то тогда в науке ничего непонятно не будет тоже. Вот журнал «Nature», он привел такой график. Как часто используются наиболее понятные слова. Вот в первую тысячу слов, которые мать использует в общении с ребенком, семьдесят процентов слов – это те слова, которые встречаются, первая тысяча наиболее употребительных. Вот. Кривая красная – в газетах первые слова, которые принадлежат к первой тысяче, их сорок процентов.
Шестьдесят процентов – более редкие. А в журнале «Nature», который является главным журналом для того, о чем я буду рассказывать, понятных слов двадцать процентов. А восемьдесят процентов – непонятных. И поэтому, конечно, обычные люди не могут прочесть там чего-нибудь для себя понятное и, в частности, интересное. К сожалению.
еномные и генетические технологии. Это технологии, которые вызывают, согласно опросам в самых разных странах, первое место, больше пятидесяти процентов опрошенных, так сказали, и по надеждам, и по страхам, которые связаны с развитием наук в мире. И вот эта вот марка, о которой, в общем, Великобритания, она отражает главным образом, страхи, которые связаны в данном случае с генетической инженерией. И интересно то, что наибольшие надежды с развитием наук, в частности, геномных, их связывают, как выяснилось, в Африке. А наименьшие надежды с развитием наук связывают в Японии. Ну, Россия, наверное, занимает промежуточное положение.
Немножко определений не страшных, и дальше их почти не будет. Генетика человека – это наука о его наследственности и о его наследственной изменчивости. Она бывает и не наследственная. Если я постригусь наголо, то это моим потомкам не передастся, эта изменчивость не наследственная. А наследственные, это те изменения, которые окажутся в потомках, воспроизводимые, произошедши в отношении наследственной информации. Что такое геном? Геном человека – это наследственная информация. Будем говорить по-простому, генетический текст, который записан в молекулах ДНК. Генетический текст записан линейно в молекуле всего из четырех букв. Эта буква называется А, Т, Г и Ц. И линейная последовательность и образует специфику каждого вида и специфику каждого человека. От отца, от матери вы получаете генетический текст одинаковой длины. Это длина этого текста – три миллиарда букв. Что такое три миллиарда букв? Вот как-то я пытался представить себе это в простоте. И подумать, сколько букв в газете. Посчитал примерно.
Оказалось, что у мамы, то, что вам передается, это подшивка газеты, например, в данном случае «Известия» за тридцать лет. И у папы еще за тридцать лет. Это, соответственно, при слиянии двух половых клеток, образует яйцеклетку, из которой дальше развиваетесь вы. Значит, вот, в каждой клетке у вас тридцатилетняя подшивка и папы, и от мамы. Когда вы выросли, то эта одна клетка проецирует много-много клеток. И этих клеток больше, чем десять тысяч миллиардов штук в каждом из нас. И, вот, если взять ДНК в каждой клетке, вот ее общая длина, всех молекул, в одной клетке, она примерно полтора метра. Немножко поменьше. А если вы помножите вот эти полтора метра на эти, вот, десять тысяч миллиардов, то получится расстояние ДНК в каждом из вас, которое превышает в тысячу раз расстояние от Земли до Солнца. Это в каждом из здесь присутствующих, здесь слушающих. И, в то же время, все мы умеем с этим спокойно обращаться, получить от родителей, дать потомкам. Несмотря на это слабо вообразимое количество информации.
Теперь, что такое наследственная изменчивость. Вот есть у вас папа, есть мама. Они вам передали вот эти три миллиарда букв. Сколько из них будет новых относительно того, что было у них? Ну, вот, примерно сто. А сколько. Ведь папа с мамой не одинаковые. Вот даже в тех хромосомах, которые у них одинаковые. Сколько букв у них будет различаться? Вот это стало известно после того, как программа «Геном человека» в ее структурной части была завершена. И оказалось, что отличие двух хромосом, папиных и маминых, в каждом из вас, оно составляет примерно два миллиона штук. Два миллиона букв. То есть, в каждом из вас изменения, конечно, произошли относительно родителей. Но тех изменений, которые уже существовали давно и были получены вашими родителями от их предков, таких изменений больше в десять тысяч раз. И поэтому, если происходит какое-то появление новых свойств у ребенка.
Которые не были ни у родителей или у их предков. Как правило, это будут изменения, связанные с тем, что накопилось уже давно в наследственной информации ваших предков и реализовалось по каким-то причинам в данном индивиде. То есть, эта изменчивость связана с комбинацией давным-давно существующих мутаций. Большая часть тех мутаций, о которых я говорю. То есть, двух миллионах. Она имеет возраст миллионный, это именно известные некоторые мутации, скажем, по группам крови, которые объединяют нас со всеми приматами. Некоторых. В некоторых из них возраст почти двадцать миллионов лет. И они с тех пор присутствуют и у нас, и у арангутанов, определяя группу крови. Хотя, все мы жалуемся на экологию и считаем, что если что-то получилось не то, то это связано с изменением внешней среды. Она, конечно, влияет, ничего в ней хорошего, так сказать, нет по сравнению с тем, что было раньше. Раньше все было лучше. Это известно. Вот. Но, тем не менее, в основном, те изменения, которые происходят, связаны с мутациями давно-давно существующими. Проявляющиеся эти комбинаторики в реализации сочетания наследственной информации от отца и от матери.
ДНК, она в наших клетках не существует сама по себе. Она завернута в брелок. Вот в этом белковом футляре молекула ДНК единичная, она называется хромосома. Мы сейчас умеем не только отличать каждую хромосому. У нас хромосом двадцать три пары. Соответственно, от мамы двадцать три, от папы двадцать три. И теперь мы умеем видеть каждую хромосому не только в ее размере и положении ее перетяжки, которая делает плечи разной длины. Раньше их только так различали. Но и можем их покрасить разными способами. Неважно, какими. Так что, каждая хромосома будет иметь свой цвет. Это очень важно при исследовании тех изменений, которые происходят в хромосомах. Которые практически всегда сопровождают, например, рак. Можно диагностировать некоторые виды рака, рака специфически, по перестройкам. Или, по крайней мере, видеть по тому, что происходят значительные изменения в структуре хромосом. Что это уже продвинутая форма рака, а в некоторых случаях можно сказать, какого типа.
Значит, генетического текста, синтез генома человека, он был получен в две тысячи первом году. Это было чуть-чуть меньше, чем пятьдесят лет с тех пор, как структура ДНК была открыта Уотсоном и Криком. Было впервые опубликовано в двух журналах «Сайенс» и «Нейшенел», двумя группами. Одна – это мировой консорциум ученых. И другой – это частная фирма, которая опубликовала их практически одновременно. Такие проекты – это проекты, по существу, промышленные. Это не догадка гения, а это реализация технологий усилиями многих ученых. В этих двух статьях, в которых была опубликована последовательность нуклеотидов генома человека, было примерно пятьсот соавторов. Вот так выглядит в этих полосочках разноцветных. Здесь четыре цвета, соответствующих четырем буквам, А, Т, Г и Ц. Так выглядит на экране компьютера последовательность нуклеотидов, последовательность букв генома человека.
Через три года после того, как был опубликован черновик, была закончена так называемая чистовая версия генетического текста человека. В ней было расположено в линеечку два миллиарда и восемьдесят пять, восемьсот пятьдесят миллионов букв. Точность определения, связанная с ошибками технического характера, случайные. Она такова, что вероятность ошибки одна на сто тысяч позиций. То есть, это определено очень точно. Что при появлении этого текста в нем нашли? Ну, прежде всего, в нем искали гены. Гены – это инструкции для выполнения какой-то функции, для образования какого-то белка, который эту функцию выполняет. И вот в таких генах было найдено двадцать, двадцать пять тысяч генов, кодирующих белки. Белок – это структурный элемент клетки, который выполняет конкретную функцию.
Или выполняет какую-то структурную роль. Но он сам по себе не наследуется. Он появляется в результате того, что образуется по определенной схеме молекулярной, о которой еще говорить не буду. Это не существенно. Он образуется из инструкций, из гена. А ген – это отрезок молекулы ДНК. Значит, когда определили, что у человека столько генов, было, конечно, интересно узнать, вообще. Я еще скажу о следующем. Что знают ли люди о том, что у нас гены есть? Вот сотрудники моей лаборатории в две тысячи первом году, достаточно давно, вокруг Московского университета спрашивали людей, верно ли утверждение, что генетически модифицированные организмы вредны, потому что в них есть гены. А обычные полезны, потому что в них генов нет. Вот утвердительно на эти вопросы ответили десять процентов. Ну, значит, они считают, что есть обычные организмы, в которых генов нет. Так думает десять процентов людей. Но не это страшно. А, в общем, удивительным оказалось то, что сорок процентов, они не были уверены в ответе. То есть, примерно половина людей, они не уверены, есть ли, вообще, гены у всего живого. А, может, их там и вообще нет. Надо сказать, что это не говорит о каком-то особенном невежестве людей вокруг Московского университета. Такие же данные получены не только в нашей стране, и в других странах Европы. И оказалось, что в этом, как ни печально, ничего удивительного нет. Значит, гены у нас, конечно, у всех есть. В частности, есть и в обычных организмах, и в генетически модифицированных. Вопрос теперь в том, сколько их у кого. Вот я сказал, что у человека генов двадцать, двадцать пять тысяч. Почему здесь оценка неоднозначная? Потому что сколько у нас генов, зависит от того, какое определение ему дать. И это определение уточняется в соответствии с тем, что мы знаем об организации биологической информации. Когда исходные оценки делались не на основе структуры генетического текста, а косвенными методами, оценка числа генов была примерно сорок тысяч.
И, как писали в одной газете, что усилиями ученых за два года, которые там секлонировался геном в тот период. Число генов у человека сократилось с сорока до двадцати пяти тысяч. Действительно, применили другие критерии, оказалось, что число генов, согласно этим критериям, оно уменьшилось. Может ли оно измениться в дальнейшем? Может. Потому что мы узнали, что очень большую роль играет инструкция, гены, которая не обязательно приводит к образованию белка. Они приводят только к образованию промежуточного продукта. Он называется РНК. Она может выполнять тоже свою структурную или функциональную роль. И число таких генов, которые не кодируют белок, оно еще больше, ну, по крайней мере, раза в два, как на сегодня известно, чем число белков кодирующих генов. И повреждения в них, как и белок кодирующих генов, тоже может приводить к нашим заболеваниям, к изменениям работы генов. Так что, они с точки зрения функции ничуть не менее существенны, чем те, которые белки кодируют. О чем нам рассказывают в школе и биологам, медикам в институте. Так вот, количество генов белок кодирующих. У человека двадцать, двадцать пять тысяч. Надо сказать, что он немногим отличается по числу генов от, например, червя. Вот нематода нарисована. Девятнадцать тысяч пятьсот генов. Муха. У нее генов тринадцать тысяч шестьсот. У бактерии генов порядка пяти тысяч, но есть, у которых десять тысяч генов. Дрожжи, эукратический организм, организм с истинным ядром. Двенадцать тысяч генов. То есть, это не так уж и много отличается от того, что есть у человека. Число генов у человека не самое большое. Вот здесь, справа, растения, рис, кукуруза. Число их генов приближается к пятидесяти тысячам. И размер, вообще, количество ДНК тоже отличается у разных организмов еще больше, чем число генов. Ну, например, в геноме лилии ДНК больше, чем у нас, в тридцать раз. В расчете на клетку. Зачем ей это, никто не знает. Может, потому что она такая красивая. В общем, это так и есть.
Правда, у тритона тоже больше, чем в тридцать раз генов больше. Виноват. Длина ДНК в тридцать раз больше, чем у нас. Хотя, он совсем не такой красивый, как мы. Так. Вот так выглядит кусочек генетического текста, в котором выделены те элементы, значение которых нам как-то понятно. Если линия не содержит выделенного элемента, это означает, что там тоже есть последовательность нуклеотидов. Чего он делает, мы не знаем вообще. Здесь, вот, темно-красным, на этом рисунке, обозначены те участки, которые кодирует белок. То есть, белок кодирует очень небольшая часть, порядка трех процентов, от длины ДНК. Почему у нас девяносто семь процентов ДНК все равно одинаковая у всех есть, мы не понимаем. А они одинаковы в очень значительной степени. Два человека, сидящие рядом, одного пола, они отличаются примерно одной позицией, буквой, одной позицией из примерно тысячи. То есть, оказывается, что девятьсот девяносто девять из тысячи, они одинаковые.
Даже если они совершенно ничего не кодируют. Более того, там, мы с обезьяной отличаемся последовательностью нуклеотидов на один. Ну, так, примерно скажем. Из ста по чуть-чуть, по чаще. И, вот, что же остальные девяносто девять из ста? Они сохраняются, по крайней мере, у нас с шимпанзе пять миллионов лет одинаковыми. Хотя, они ничего не кодируют. Зачем они нужны, не ясно. Но ясно, что они нужны, если пять миллионов лет сохраняются и в нашей линии, и в линии шимпанзе. Мы особый биологический вид. Каждый биологический вид особый, особые и мы. Гомо сапиенс. И надо полагать, что, по крайней мере, мы так считаем. Что произошли какие-то изменения в наследственной информации от предков вида общего с шимпанзе, которые привели к тому, что мы стали людьми, а шимпанзе стала шимпанзе. К таким генам относятся те, которые влияют на размеры мозга.
Те, которые влияют на способность к речи. Это гены обонятельных рецепторов. У нас они довольно массово утрачены. И гены кератинов, те, которые образуют шерстный покров. Человек, в общем, один из немногих видов, который шерстный покров утратил. И ясно, что, по крайней мере, носили, это точно не адаптивный признак. Вот, изменения этих генов. Надо сказать, что эти изменения, возможно, были причинными для последующих, сопряженных с ними, изменениями. Допустим, то, что мы утратили обонятельные рецепторы, должно было компенсироваться более совершенной работой других. Например, зрительных, которые у человека являются ведущими. У животных часто обонятельные рецепторы являются ведущими. О том, что эти гены влияют на какие-то специфические человеческие свойства, мы узнали, в общем, не из-за того, что они стали сильно лучше, когда мы этот ген разглядели. А из того, что выяснился дефект соответствующей функции, когда ген поврежден.
Это и способность к речи, которая разным образом может ухудшаться при мутациях некоторых генов. В некоторых случаях это способность к письму, к усвоению определенных грамматических категорий. То есть, мы. Вот те же самые гены, которые влияют на обоняние, мы понимаем, что они влияют именно на это, потому что знаем, что мутация приводит к тому, что обоняние исчезает. Доля таких генов, которые заметным образом нас могут отличать от обезьян, она относительно не велика. И, собственно, не эта разница, она свидетельствует о том, что это ген специфический, человеческий. А скорость, с которой менялся ген, эти развилки между предками человека и шимпанзе. Такую скорость можно оценить. Я не буду говорить, как. И считается, что гены, которые специфически ведут к нашим человеческим чертам, это те, которые быстрее других изменялись после этой развилки. Что делает наша наследственная информация, наш геном, для того, чтобы из одной клетки появился целый человек? А целый человек – это больше десяти тысяч миллиардов клеток. Ну, у нас людей на Земле, там, миллиарды, а в каждом из вас клеток в десять тысяч раз больше, чем людей на земле. .... некоторые отдельно, со своим геномом. Так вот, для того, чтобы появился целый человек, геном должен работать. Гены должны работать. Что значит работать? С ним должно образовываться промежуточные продукты, потом конечные белки, которые взаимодействуют друг с другом. Взаимодействуют с веществами, которые есть в клетке, превращая их друг в друга. И, в результате, клетка может, во-первых, жить сама. Во-вторых, разделиться. А в-третьих, взаимодействовать друг с другом. И потом не разбежаться, как это существует у одноклеточных организмов, а остаться вместе и дифференцироваться. Превратиться из одного типа клеток одинакового после первых делений, в разные типы клеток. У нас с вами больше двухсот разных типов клеток, двухсот разных тканей. Почему происходит такое различие между клетками, которое, в конце концов, формирует работающий организм? Ведь геном-то у всех один. Вот исходная яйцеклетка, она же одна, у нее один геном. А потом получается, что клетки разные. Ну, что она изменилась? Нет, она не изменилась. Он практически одинаковый во всех клетках, кроме тех, которые делают антитела. И различие это связано с тем, что гены по-разному работают. Они по-разному работают на разных стадиях развития организма. Вот здесь вот показано, собственно, на рисунке. Если меня в таком виде представить, то я бы не дожил до нынешних лет. Но, тем не менее, на разных стадиях работают разные гены. Именно это определяет и вид организма, и функционирование организма на данном этапе. А затем, почему наши органы уже выглядят по-разному и работают по-разному, функционируют по-разному? Потому что в них работают разные гены одного и того же общего набора. Который был в исходной оплодотворенной яйцеклетке.
И если, вот, вы подумаете, может быть, так сказать, развитие наше не происходит не происходит так наглядно. А если посмотреть на бабочку. То мы можем видеть ее лицо, можем видеть гусеницу, можем видеть куколку, можем видеть бабочку. И это все один и тот же геном. Начиная от яйца, и кончая бабочкой. Хотя, и не скажешь, что это один и тот же организм. Гусеница и бабочка не выглядят, по крайней мере, таковыми. Это связано с тем, что все эти разные внешние проявления. Они называются фенотипы. Они определяются тем, что разные наборы генов работают. У гусеницы работают одни, у бабочки частично перекрывающиеся, но частично свои, которые у гусеницы не работают. Как изучают структуру ДНК и то, как она функционирует? Ее изучают сейчас во многом через метод гибридизации. В чем он заключается, я не буду говорить. Но по технологии это связано. Эта технология основана на том, что создается набор микро-площадок.
В этих, в каждой ячейке. Это микро-площадки. Есть маленький кусочек ДНК. И, вот, с этим набором микро-площадок. Он называется микро-чип. Происходит взаимодействие молекул, которые и предъявляются. Скажем, выделяют ее из какого-то объекта. Ну, допустим, из крови здорового человека. Выделяют оттуда ДНК. Метят это ДНК светящееся краской. Хлорофором. И потом смешивают. И ДНК, она устроена так, что одна ее нить, она как ключ к замку, подходит к другой. Поэтому, если у вас есть набор, условно говоря, замков в микро-чипе, и вы предъявляете набор ключей, которые флуоресцентно мечены, то вы увидите только то, что друг другу соответствует. Все остальное отмоется, это не будет на чипе. И на чипе появляется светящиеся и не светящиеся площадки. Поскольку вы берете от каждого гена кусочек, который присутствует только в нем, и больше нигде, то вы можете увидеть, работает ли данный ген в организме. Оттого, что данная площадка засветилась, к этому замку нашелся свой ключ, который был флуоресцентно помечен. Если же это, допустим, ненормальная кровь, о которой я говорил как пример, а кровь больного, например, опухолевым заболеванием. Их много, и у крови, как различных видов рака. Вы берете ДНК из таких клеток. Метите их. И оказывается, что у вас другие площадки частично начинают светиться. Часть светится из тех, которые не светились вообще в площадках, выявляемых при нормальной крови. А часть площадок, наоборот, в них гены работают меньше относительно нормы. Тогда получается, что вы можете узнать, работает или не работает данный ген в данных условиях, скажем. При здоровье и при болезни. Это очень мощный метод диагностики сейчас, который используется. Эти, вот, микро-чипы, они были впервые созданы в нашей стране академиком Мирзабековым Андреем Игнатьичем. Ему принадлежит первый в мире патент по этой технологии.
Ну, я так перешел уже к медицине по существу. Вот, что мы можем практически полезного для нас узнать, в частности, о нашем здоровье, если мы знаем что-то о ДНК? Ну, один из вопросов. Сколько мы можем, там, всего прожить? Продолжительность жизни – это специфическое свойство. Вот максимальный сегодня возраст – сто двадцать два года. Скажем, мышь живет не многие годы. Муха живет четырнадцать дней. И это специфическая характеристика, которую нельзя бесконечно вытянуть. Если мы меняем условия, это на человеке это известно. Скажем, девятьсот первый год и девяносто восьмой год. Шестидесяти лет в девятьсот первом году достигло пятьдесят процентов людей. А в девяносто восьмом, не совсем в нашей стране, - почти сто. Но интересно то, что максимальная продолжительность жизни при улучшении качества жизни не увеличивается все равно. Вот край этой кривой, правый, нижний, он указывает, что очень мало сказалось на продолжительности жизни улучшение условий. То есть, она задана, продолжительность, генетически. Болезни. Ну, практически никакие болезни не бывают без функционирования на базе данных наследственной конституции. Мы все немножко отличаемся друг от друга. И часть отличий определяет большую или меньшую предрасположенность нашу к болезням. Ну, наиболее частые из них. Болезнь Альцгеймера. Старческое слабоумие, называемое именно. Третья по распространенности причина смерти в мире сейчас. Астма. Сто пятьдесят миллионов больных по миру. Рак груди – двадцать процентов женских смертей. Главным образом, среди европеоидов. Более часто встречается. Болезни сердца – самое большое число жизней в мире уносить. И все эти заболевания, они связаны с той или иной особенностью генетической конституции. К ним относятся также нервно-психические заболевания. Такие, как шизофрения или депрессия.
И многие другие. Мы, говоря о генетическом контроле наших болезней, знаем, что данный ген может быть вовлечен в ее развитие. Но это не означает, что мы знаем все. Мы пока знаем только верхушку айсберга. Мы не так давно узнали, какие у нас гены, где они находятся, какова их структура. И поэтому программа «Геном человека», она создала основу для медицины, которая должна еще реализоваться в наши знания практически полезные в виде предсказаний заболеваний для каких-то людей, или их отсутствия для других. И лекарств, которые при этом должны применяться. То есть, пока мы, по существу, видим верхушку айсберга, и этот айсберг гораздо глубже в генетическом контроле наших состояний. Не буду подробно останавливаться на этом слайде. Это вот самые микро-чипы. Скажу только, что зеленые площадки – это площадки, в которых ген в данной ткани стал работать слабее. Красные – стал работать сильнее.
Вот когда сравнили клетки из разных видов опухолей, оказалось. Точнее, это была опухоль молочной железы. Но из разных индивидов. Оказалось, что можно связать предсказание о метастазах, одном из очень тяжелых последствий этого заболевания, с определенной работой генов. Некоторые гены начинают работать сильнее, и, а другие, наоборот, закономерно, определенно начинают работать слабее. И это является указанием на то, что, скажем, метастазирование вероятно произойдет или не произойдет. От этого зависит и терапия. Ведь если человек, у которого не будет развиваться болезнь в данном направлении, давать какие-то лекарства, ему от этого может быть только хуже, но лучше не станет. Другое дело, что если мы знаем, что метастазирование, оно весьма вероятно, лучше уже принять лекарство даже вредное, чтобы избавиться от гораздо большей беды, от метастазов.
В чем цель анализа экспрессии генов на чипах? Это, вот, диагностика. Выявить, какой тип заболевания, или какая фаза заболевания. Но, кроме того, когда мы знаем, какой ген работает, какой не работает в данной ткани, то это основа для последующей терапии. Ведь если мы сможем включить ген, который выключился, включить в данной ткани, которая поражена болезнью, то, вообще говоря, это без лекарства должно ее сдвигать. Потому что уже результат действия лекарства – изменение работы генов – произошло. Если мы сумеем включить ген вот этот и остальные. А их могут быть многие десятки. И выключить или уменьшить работу других конкретных генов из двадцати пяти тысяч. Это, конечно, задача не на один десяток лет. Но она интересна тем, что бесконечный набор баночек с лекарствами, который стоит на полке, это все, все биотики, вещества нам чужие. Мы, вообще говоря, можем заменить набор баночек, который будет называться «ген». Одни, два, три, четыре, двадцать пять тысяч, которые, если должным образом введены и обеспечена их работа в организме, могут заменить все лекарства, которые есть. И это совсем другая, новая перспектива для фармакологии. Мы все не одинаковые. Вот исследование генома человека показало, у нас две хромосомы – папина и мамина. Вот оказалось, что эти наборы, они различаются примерно в одной позиции из тысячи двухсот пятидесяти. Но что это означает? Поскольку у нас три миллиарда эти самых нуклеотидов, то это два миллиона различий, которые содержатся в каждом из нас, отличая папин и мамин геном. Часть из болезней, которые возникают в результате изменений наследственной информации, она генетически достаточно просто определяет, предопределяется. Если в данном гене произошло данное изменение, то с вероятностью сто процентов в некоторых случаях возникнет данная болезнь. Вот такие болезни, они называются менделирующими, потому что наследуются предрасположенность к таким заболеваниям. А это предрасположенность стопроцентная.
Она наследуется точно так же, как все эти признаки у гороха, которым нас всех на сегодняшний день уже учили в школе, и который исследовал Мендель сто пятьдесят лет назад. По крайней мере, для таких заболеваний, если мы знаем генетическую структуру, мы можем еще до рождения предсказать, что это заболевание разовьется. Поэтому здесь вот картинка иллюстрирует, что, по существу, специалист будет рассматривать, ну, наверное, через компьютер, который ему это подскажет, структуру генетической информации, которая укажет на то, что вот здесь и здесь изменения, которые к таким заболеваниям приведут. В основном, вот эти простые заболевания, это заболевания, появляющиеся в детстве. Но, тем не менее, часть генов, дефекты в них, начинают проявляться как болезнь и поздно иногда. Ну, самый поздний, который известен, это ген присидилина, дефект в нем приводит к тому, что развивается болезнь Альцгеймера. Старческое слабоумие. Дефект одного из генов приводит к тому, что это заболевание начинает развиваться в шестьдесят лет. Хотя, само изменение гена, оно присутствует еще в исходно оплодотворенной яйцеклетке.
Но он шестьдесят лет ждал прежде, чем проявиться вот в такой беде. Но обычно это все-таки болезни детства. Вот, в данном случае показано одно из таких заболеваний. Оно интересным образом связывает детство и старость. Это мутация единичного гена, которая приводит к тому, что человек проходит весь биологический путь и стареет к возрасту, к которому нормальные дети созревают. Такая болезнь называется прогирея. Всего болезней, которые так, вот, просто определяются генетически, их порядка трех тысяч. И их суммарная частота не очень велика. Она меньше, чем один на триста новорожденных детей. Но, тем не менее, общее число таких больных в мире, оно составляет порядка десяти миллионов заболевших. Что можно делать в случае таких заболеваний, если они, скажем, приведут к гибели ребенка или к инвалидизации, и к, ну, по существу, в некоторых случаях невозможности его поддержания родителями?
Можно диагностировать эти заболевания. Во-первых, предрасположенность к ним у родителей. И это делается. Во-вторых, можно провести такую диагностику на клетках плода. Она может проводиться, конечно. Если окажется, что такое заболевание у развивающегося зародыша, оно предопределено стопроцентно, то супружеская пара может принять решение о другой беременности. И не больше, чем в двадцати пяти процентах случаев, как по Менделю, три к одному, заболевания проявятся у следующего ребенка. Семьдесят пять процентов – ребенок будет здоров. Поэтому, если принимается решение о том, что данная беременность прерывается, ребенок родится другой беременностью, то он будет вполне здоров. Это тоже может быть диагностировано.
Сейчас оно до некоторой степени корректируется. Раньше они практически не, не дозревали до половозрелого состояния, не оставляли потомства. Но живой человек, и его нужно было поддерживать практически до тридцати лет. Как правило, до двадцати, до пятнадцати, к созреванию. Такие дети раньше умирали. И когда была предложена диагностика, то даже церковь не возражала против ее проведения. И оказалось, что родители, зная свою генетическую конституцию, и проверяя то, какая именно из хромосом пораженная или не пораженная передалась ребенку, они в случае, если ребенок появился бы больным, принимали решение о прекращении беременности часто. Так вот, в двадцать раз за двадцать пять лет сократилась частота рождения больных детей. А почему не до ноля? Я об этом говорил с тем генетиком, который эту программу вел. И он говорит, что это всегда решение родителей – прервать беременность или нет. И в некоторых случаях, даже если они проводят диагностику и знают, что ребенок родится вот с таким тяжелым заболеванием, они принимали решение о продолжении беременности. Именно это и определяет эту горизонтальную часть этих столбиков в правой стороне графика. Это те дети, которые появлялись, потому что родители, несмотря на ожидающееся заболевание, принимали решение о продолжении беременности. Сегодняшние технологии позволяют проводить такой анализ. Но если это этически, все это одинаково. Аборт – это прекращение жизни уже появляющегося человека. Но, тем не менее, если это исследование проводится на этапе еще до имплантации зародыша в стенку матки. А это происходит. То в этом случае по отдельной клетке можно посмотреть генетическую конституцию и все остальные группы клеток и будущего организма. Можно принять решение просто о не возврате зародыша в организм. В общем, это тоже аборт. Но психологически и медицински, физически это совершенно другая процедура по сравнению с абортом в таком, в традиционном понимании.
И вот сейчас эта диагностика, называемая преимплантационная, она в мире интенсивно развивается и применяется, в том числе, в нашей стране. Я расскажу о некоторых таких необычных и привлекающих особенное внимание случаях простого менделеевского наследования задатков каких-то признаков. Один из них, это был признак асоциального поведения у человека. Он появлялся практически всегда только у мужчин. Природа генетического контроля этого признака была выявлена при анализе одной из голландских семей. Выяснилось, что это, действительно, практически не встречается у женщин. У мужчин проявляется в асоциальном поведении, неприемлемые сексуальный контакты с членами семьи. Проблемы с законом беспрерывные. Поскольку родословная была известна. Она изображена на этой картинке. То, во-первых, было сделано предположение, что этот ген находится на икс-хромосоме.
Он у всех мужчин присутствует только в одной копии, потому что вторая хромосома половая у мужчин – игрек. А у женщин две икс и икс, поэтому, если один ген нормальный, то дефект второго не будет проявляться. Икс-хромосома. И было проведено генетическое картирование. Определили положение гена внутри хромосомы. После чего был сделан переход на исследование последовательности нуклеотидов в том участке хромосомы, который был предсказан по картированию. И были обнаружены некоторые мутации в этом гене. Ну, это все так тонким перышком в тетрадке. Какое отношение это имеет к практике? Имеет. Эта гипотеза о том, что именно данный ген. А он называется моноаминоксидаза А. Имеет отношение к развитию данного признака. Она была про, проверена на модели. Были взяты мыши идентичные. Они лишь различались по цвету, так для удобства. Это будет видно на следующей картинке. И у одной линии этих мышей. Они будут на следующем слайде. Черные. У них была проведена специфическая процедура, при которой этот ген, моноаминоксидаза, был вообще вынут из генома. И обе копии хромосом, и папина, и мамина, у данной мышки. Она будет черная на следующем слайде. Они не содержали гена моноаминоксидазы А. Того, который был у человека поврежден. Согласно тому, что было исследовано в голландской семье. Вот как выглядит поведение такой мыши, у которой этот ген выведен. Сейчас она. Так, я надеюсь, что она сейчас побежит. Ага, да. Вот открывают дверцу, и эта черная мышь, она начинает немедленно нападать на белую. Ну, может быть, они все себя так ведут, поэтому сейчас вы видите картинку поведения мышей. Вот такая же черная, у которой этот ген вынут не был. Вот сейчас открывают дверцу.
Вот она идет с ней знакомиться. Они друг друга понюхали, там, пописали на подстилочку. И, вот, мирно расходятся. То есть, вот это поведение мыши обычной. А первая часть этого ролика, это поведение мыши, у которой данный ген был вынут из хромосомы, и мышь не содержала ни одной из копий гена моноаминоксидазы А. То есть, экспериментально было подтверждено то, что предсказывала теория по поводу вклада данного гена в поведение человека. И таким образом, это знание, оно может быть переведено в практику. Скажем, диагностика соответствующих мутаций. Такие мутации, слава Богу, очень редкие. Но это не только данный ген. Это может быть полезно во многих практических отношениях, как медицинских, так и социальных. Знание и умение предсказывать отклонения от нормы для людей с определенной генетической конституцией. Теперь вопрос. Что всегда ли.
Всегда ли данные изменения будут приводить к болезни или не всегда? Ну, во-первых, я уже говорил, что вот эти вот простые заболевания, так называемые менделирующие, их там три тысячи. А всего болезней у человека в десять раз больше. И вот эта основная часть болезней, это болезни зрелого возраста. Ну, там, гипертонии, диабеты, разные, там, депрессии, нервные расстройства. Все эти заболевания, они определяются не одним геном, а несколькими. И зависят от того, каковы условия внешней среды. Оценить вклад наследственности в развитие заболеваний мы можем, сравнив идентичных близнецов. Точнее, сравнив совпадения у этих идентичных близнецов, что один болен, болен и другой. С тем, как часто происходят совпадения у близнецов не идентичных, у которых хромосомы немножко отличаются. Вот, оказывается, что ряд болезней. Скажем, аутизм, девяносто процентов – это вклад наследственности. Голубая часть кривой. Верхняя линия. Шизофрения – третья линия. Восемьдесят процентов.
Один близнец болен, болен и другой. Ну, о чем это говорит? О том, что вклад наследственности велик. Но, тем не менее, белая часть кривой справа означает, что наличие данной конституции совсем не всегда является приговором. Это надо иметь в виду при генетических исследованиях, которые будут в следующие годы гораздо более интенсивными. Подавляющая часть болезней, она не стопроцентно связана с генетической конституцией человека. В частности, и это касается не только болезней, но любых наших признаков, различных способностей. Какие. Какие ни придумаешь. И это имеет отношение к совпадению признаков у клонированных организмов. Клонированные организмы, это те же идентичные близнецы, только разнесенные в соседние поколения. Когда, в общем, идентичные близнецы, в частности, у человека, это вегетативное размножение. Такое же, как у картошки. Была клетка одна, стало две, появилось два организма. А в норме у человека это не происходит. У некоторых организмов это норма развития.
Но это не существенно. А клоны, это то же самое. Была одна клетка уже оплодотворенная. Вот вырос, сформировался целый организм. У него взяли ядро. Поместили его в яйцеклетку. И начинается развитие. У человека такие опыты не проводятся, они запрещены. Но они сделаны сейчас уже более чем на двенадцати видах животных. И ясно, что для человека это проблема техническая, этическая и юридическая, а не биологическая. То есть, так или иначе можно сказать, что у клонов величина совпадений признаков будет еще меньше, чем у идентичных близнецов. Поэтому то, что мы наем для идентичных близнецов, оно воспроизведется и на клонированных организмах. И они совсем не обязательно будут такие же. Как по их внешнему виду, так и по их каких-нибудь, там, замечательным или зловещим свойствам. Мы различаемся генетически, и болезни внешне одинаковые. Допустим, там, повышенное давление. Могут быть связаны с тем, что у нас повреждения в разных участках генома, в разных генах. А поэтому и воздействовать нужно на те этапы обмена веществ, которые у разных людей, внешне одинаково болеющих, повреждены по-разному. Вот в этом важна будет фармакогенетика, когда мы будем знать конкретные причины каждого заболевания по его месту повреждения в наследственной информации. И знать, какое лекарство следует применять одному – одно, другому – другое. Потому что у них будут повреждены разные этапы, приводящие к болезни. Кроме того, мы отличаемся по тому, с какой скоростью мы эти лекарства воспринимаем. У одного они быстро распадутся и превратятся, там, в воду и углекислый газ. И оно не успеет подействовать. У другого, если преобразование лекарства идет медленно, наоборот, может быть слишком большая доза, она будет для него ядовитой. Здесь, исследуя генетическую структуру преобразования лекарства, можно выбрать не только правильное лекарство, но и правильную дозу этого лекарства.
Одно из применений наших знаний о различиях генетической конституции человека, это ДНК-идентификация. Такой закон принят в нашей стране, государственная геномная регистрация. Он важен и для того, чтобы опознать остатки, останки погибших в войнах, катастрофах. И для того, чтобы выявить преступника или жертву. Особенно преступника. Во восьмидесяти процентах случаев, по крайней мере, при преступлениях тяжелых, преступления повторные. Не только в нашей стране, и за рубежом. И если на месте преступления обнаружен биологический образец – слюна, кровь, волос, то можно определить генетическую конституцию. Часто это занимает технически часы. Хотя, практически, дни. И если вы смотрите в базу данных, где информация о преступниках уже лежит, вы можете с вероятностью восемьдесят процентов найти соответствия между образцом с места преступления и образцом в базе данных. Это гораздо быстрее укажет, кого, собственно, следует искать. Но это уже дело милиции, сделать так, чтобы эта информация, она привела к эффективным розыскным действиям. Ну, наиболее частые случаи с ДНК-идентификацией на сегодня, это установление родства, родства, отцовства. Оно всегда совпадает. И в гражданском делопроизводстве наиболее часты случаи применения ДНК-идентификации. ДНК достаточно сохранна в определенных условиях. И вы можете определить ее структуру, даже если она пролежала, допустим, тридцать тысяч лет. Вот самый старый образец ДНК. Был исследован профессором Агавом, заведующим отделом геномики в Институте общей генетики. В частности, он исследовал кусочки ДНК слона индийского, слона африканского и ДНК из останков мамонта. И это показало, что и индийский слон, и мамонт, они являются потомками африканских предков.
Африканские слоны там остались, а ветка, которая пошла к индийскому слону и к мамонту, она имеет тоже свой корень в Африке. То есть, мы можем работать с ДНК весьма древней. Вот так выглядит лаборатория, в которой работа проводится. Древний ДНК. Достаточно одной молекулы для того, чтобы определить характеристики ДНК. В частности, то, что отличает данную молекулу от другой молекулы. Всего одной молекулы достаточно. Но это же означает, что если условия не подходящие, то вы можете получить ложный результат. Поэтому важно иметь и правильно оформленное помещение, и правильный набор реагентов, для того, чтоб результаты были корректными. Вот одни из исследований, которые приобрели такой особый резонанс. Это идентификация царских останков. Предположительно, царских. Но сейчас это считается уже. Семьи последнего российского императора. Сейчас это считается доказанным. Я скажу о последней части этих исследований, которая была проведена Рогаевым в нашем институте.
В Институте общей генетики в Москве. Она была основана на том, что были впервые исследованы собственно биологические образцы, принадлежащие заведомо Николаю Второму. Это кровь на его рубашке, которая оказалась там после его, покушения на него в Японии. Ведь костные останки, так или иначе, не ясно, кому принадлежат. А вот эти вот, остаток биологический, кровь, она заведомо принадлежала ему. Оказалось, что структура. Не буду говорить, в чем она заключалась. Конкретная, вот, остатков ДНК из пятен крови. Она оказалась идентичной структуре ДНК из костных останков. И идентичной тому, что присутствуют у ныне живущих родственников царя. Кроме того, была впервые проведена идентификация особенностей разнообразия Y-хромосомы, которая присутствует только у мужчин. И, соответственно, было показано, что по мужской линии в захоронении, действительно, присутствуют останки Николая Второго и его сына, царевича Алексея.
Мы знаем, чем различаются отдельные люди. Но мы также знаем, различаются внешне и представители разных народов. И это связано тоже с генетической конституцией. С теми особенностями различий в ДНК, которые характеризуют и разные народы. Эти различия, они исследуются наукой, которая сейчас называется этногеномика. Геномика этнических групп. Этим, в частности, занимается и моя лаборатория. Вот мы, например, посмотрели. Это было уже больше десяти лет назад. Особенности ДНК, которые характерны для славян относительно их соседей. Славяне ведь когда-то не жили в том месте, где мы сейчас с вами сидим, в Москве. Это был поток, который в шестом веке нашей эры пошел с Карпат, и сейчас перекрывает далеко, если говорить о генетическом срезе, и Москву на восток.
Другой поток шел чуть севернее, был независимый. И был несколько ран, ранним. Более ранним. Но в данном случае существенно что? Что есть и сейчас на территории нашей страны границы расселения людей, которые говорят на русском языке. Язык славянской группы. И мы связываем его с славянами, с пришельцами оттуда. Хотя, это не обязательно, что каждый из них именно таков. И соседние племена, скажем, говорящие. Народы, говорящие на языках тюркской группы, татары. И говорящие на языках финской группы, марийцы. Вот мы исследовали ДНК многих людей. Из каждого из этих народов. Вместе с нашими коллегами из Уфы в то время. Чтобы посмотреть, насколько они близки. Исследовали фрагменты, которые наследуются строго по материнской линии. Вот, оказалось. Голубое – это те последовательности нуклеотидов, те особенности те, текста, который по происхождению. А сейчас это на основе многих-многих последовательностях известных, компьютером воспроизведено, откуда они происходили, из каких предков последовательности. Мы знаем место происхождения тех или иных вариантов генетического текста. И примерно знаем это время. Вот голубым обозначены те варианты, которые характерны по происхождению для Европы. Конечно, человек по происхождению весь из Африки. Но и после того, как он вышел из Африки, происходили какие-то изменения, которые характеризовали группы, существовавшие после этих изменений. Это как щепка в потоке, существовала оно. Ну, существует до сих пор. То изменение конкретное, которое мы сейчас диагностируем. Вот, мы взяли те изменения, которые характерны для того, что произошло в Европе. А желтое – это те, которые произошли не в Африке, а позже, в Азии. В Центральной, в Восточной Азии. Вот, оказалось, что у русских таких вот, европейских последовательностей примерно девяносто восемь процентов индивидов их несет.
У марийцев, финский. Язык финской группы. То же самое. Девяносто четыре процента. В разных группах немножко различается этот процент. Но оказалось, что и у татар, народа, который говорит на языке тюркской группы. А эта группа, алтайские языки, она идет вплоть до Японии. Таких текстов по происхождению. Европейских материнских текстов. Их оказалось порядка восьмидесяти пяти процентов. И только Урал является линией, в которой доля групп восточных, она уже значительна. Скажем, у башкир есть отдельные районы, где частота европейских групп составляет шестьдесят пять процентов. А есть такие, где она составляет больше. Но вот уже в некоторых случаях за Уралом, правее, население Башкирии, преобладание идет потомков матерей азиатского происхождения. Но ведь здесь интересно не столько то, что мы различаемся, сколько то, насколько мы близки.
Скажем, те же татары и русские, это различие всего несколько процентов. Почему? А потому что генетическая конституция, она очень инертна. Она очень долго не меняется. Практически все эти места были заселены после ледникового периода. Это последние двенадцать тысяч лет. А языки, они гораздо мобильнее. И в некоторых случаях они накрывают регионы – язык, культура – населения с данной генетической конституцией. Ну, скажем, вот, области, которые населены сейчас татарами. Ведь исходно они были населены племенами финноязычными. И надо полагать, это край алтайских языков, что это, скорей всего, наплыв культуры, конечно, с частичным вхождением генов туда. Но все-таки, наверное, не основных. И это, наверное, смена языка. Восемьдесят пять процентов матерей татар, это матери европейского происхождения. Русские. Мы относим себя к славянам по языку. Но ведь то место, на котором мы сидим, Москва, это было место, которое было населено вокруг этого города исключительно финскими племенами. Их названия остались в городах. Мурома, Кострома и так далее. Так вот, можем ли мы сейчас сказать, кто мы больше, кто мы меньше? Финны или русские? Ясно, что они никуда не делись. Нет свидетельств в истории, что местные племена были истреблены входящими славянами. И таких, это наверняка не происходило по многим причинам, которые следуют из археологии, из наших знаний по истории культуры. То есть, конечно, и мы здесь, это тоже смесь того населения, которое было здесь до прихода славян. И того, которое пришло. Сейчас, с развитием точности генетического анализа, мы знаем это более подробно. Знаем даже границы, докуда примерно она идет, так, с севера на юг. Это, в основном, компоненты славянские. Дальше, в основном, смешанные. А с какого-то места это люди, которые называются русскими.
И каждый человек определяет свою национальность по самоназванию. А. Но там практически нет, в сельской местности, заметного вклада славянских генов. То есть, это сложившаяся культура, объединяющая всех нас, этнос, которая, как и всякий этнос, имеет гетерогенную структуру. Когда мы посмотрели, насколько по отдельным каким-то признакам. Можно взять очень много признаков, по которым сравнивать можно разные народы. Насколько близки народы, относящиеся к одной культуре, относительно народов своих соседей. Здесь голубая линия – это славяне. В качестве меры сходства является частота встречаемости определенного признака в ДНК, наследующейся по материнской линии. Частота отложена в виде точки. Вот хорваты. Вот русские. Это край разброса по славянам. Под ними европейцы. И что мы видим? Что народы, которые не являются славянскими, они часто являются близкими к славянским. Скажем, хорваты и итальянцы. И они географически соседи. Русские и эстонцы. И они географически соседи. То есть, географическое соседство, оно большее влияние оказывает на генетическое сходство, нередко, чем родство культурное. Это связано с особенностями расселения. Ну, это, в данном случае, так для Европы. Допустим, если население редкое в Сибири, эта закономерность может быть несколько иной. Но, тем не менее, это, вот, важный вывод. Что мы, безусловно, имеем общность культуры с другими народами. По языку, в частности. Но это не означает, что мы с ними обязательно будем и генетически так же близки. Мы можем быть и являемся генетически более близки к нашим соседям. Язык перекрывает эти границы. И границы генетические, они не совпадают с административными границами, которые мы знаем сегодня. Нигде, по крайней мере, в Европе. Если говорить о том, есть ли какие-то генетические черты, характерные для данного народа, отличающего его от других? Есть. Но вот мы посмотрели конкретно для русских. Вот эта вот сложная сетка – это послед, рассчитанная компьютером генома. Это для всего мира. Это сеть единая. На ней просто каждый народ представлен в своих кружках. Есть, вот, кружок, это определенная структура генетического текста. Соединяющая его палочка – это определенное изменение от прежнего текста к новому. Так вот, оказывается, что те последовательности, которые характерны для русских, они оказываются на конце мутационных, эти. И, естественно, только там и могут находиться, потому что они должны были возникнуть после того, как русские сложились. А они сложились меньше, чем. Они сложились после шестого века нашей эры. И из этого же следует, что черты, которые являются специфичными для данного народа. Для любого, в том числе и для русского. Они не могут быть массово представлены. Потому что они возникли после его формирования. Основная часть генетического материала существовала задолго до того. Из этого, в частности, следует и то, что этническое оружие, которое, вот, иногда в газетах вы читаете. Так вот, может существовать. Это, конечно, миф. Не может быть черта, специфичная для, для данного народа, встречаться у него массово. Раз. И она наверняка будет встречаться у его соседей. То есть, специфичности тут быть не может, не говоря уже о том, что сегодня нет механизма реализации такого оружия в отношении какого-то ни было человека, независимо от его этнической принадлежности. Как же все-таки меняются народы, по каким закономерностям, можно ли это предсказать в отношении генетической структуры? И, в частности, внешнего вида. Здесь в нашем институте, у Курбатовой, было проведено такое исследование по неравномерности естественного прироста разных групп. И оказывается, что она специфична в отношении культуры. Это не хорошо и не плохо. Но это констатация факта. Его важно представлять. Потому что, в конце концов, население будет сдвигаться в ту сторону не только численно, но и по культуре, представленной у них большего количества жителей в данный момент времени. Которую, вообще говоря, можно рассчитать.
И это предмет демографической генетики. Но, вот, из этого графика следует, что наибольший коэффициент естественного прироста имеется у разных народов, относящихся к, к мусульманским религиям. И у христиан он гораздо ниже. Это не хорошо, не плохо. Но это факт, эмпирически наблюдаемый. А кроме того, если вы посмотрите, как меняется структура в зависимости от того, к кому человек себя относит. Ведь браки не обязательно внутри данной национальности. Они могут быть и межнациональными. Как часто происходят межнациональные браки? Вот оказалось, что до революции число межнациональных браков было два процента. А остальные были внутри своих этнических групп. Данных более ранних нет. А сегодня межнациональных браков двадцать два процента. А это Москва. При этом, характерно, что потомки таких браков, они определяются по титульной национальности. То есть, в данном случае они будут называться русскими.
И они имеют право это делать. Национальность определяется по самоназванию человека. Но в то же время мы, зная конкретный вклад родителей и динамику межнациональных браков, можем предсказать эту динамику во времени. Интересно то, что для разных народов разные. Разная вероятность вступления в брак с представителями другой нации. Наибольшая в Москве однородность этнических браков, она наблюдается для чеченцев. Она очень высока. Это не хорошо и не плохо. Это просто факт объективный, что определяет, в частности, поддержанию культуры внутри себя гораздо более цельной, не размытой. А вот оказалось, что для русских женщин чистота национальности их мужей, она точно соответствует чистоты, частоте представленности данной национальности вокруг. И как говорит Ольга Геннадьевна Курбатова, которая это выяснила, что русские женщины, таким образом, являются оплотом интернационализма в нашей стране.
Тем более, что потомки браков в данной местности, они называют себя по национальности титульной. Ну, и два слова о том, что генетика – это мост между естественными науками, гуманитарными, и немножко я об этом уже сказал. Так, ну, опять наберется чего-то. Дальше будет алкоголизм и прочие дела. Рассказывать о них или не надо?
Ведущая: Как же так? Мы вас внимательно слушаем. Если можно, несколько вот таких, общих слов. Как раз, о переходе уже в гуманитарную и точную науку.
Янковский: Сейчас, посмотрю, чего я тут хотел попить. И то, что мы молоко не можем, в основном. А это то, что у нас ничего с алкоголизмом нет особенного генетически. Так. Я, собственно, эти самые вынул, в основном, слайды. По гуманитарным. Без слайдов, наверное, эту часть произносить неправильно. Тогда все мы там порежем, все. И мы с вами чем это закончим? Генетика – мост в межнациональной Москве. Будем считать, пусть. Собственную лабораторию всю выкину. Она оказалась на тех слайдах, которые представлены дальше. Но уже час три минуты. Поэтому мы сейчас благополучно перейдем к моей лаборатории в разные времена.
То, о чем я рассказал. Здесь была некоторое исследование из моей лаборатории. По крайней мере, из института, в котором я работаю, Институт общей генетики. Она ведь выполняется руками людей молодых. Конечно, лидеры науки, руководители коллективов, они определяют, что должно делаться и как оно делается и придумывается. Как конкретно и что это значит, в конце концов, теми аспирантами, студентами, которые эту работу выполняют. И я хочу сказать, что это всегда было и остается, что наука, она делается руками молодых. Здесь, вот, фотография моей лаборатории. Двадцать пять лет назад. Десять лет назад. Сейчасной фотографии, к сожалению, нет. Но если сделать, она останется того же возраста. И мне понравилось такое, вот, высказывание, которое я слышал в Сибири. Что единственный путь развития науки в России – это перегонять, не догоняя. И это можно делать только если мы делаем ставку на молодых. Спасибо вам.
Ведущая: Огромное спасибо. Пожалуйста, аудитория - вопросы.
Вопрос: Добрый день! Драба Надежда, МГУ. Биологический факультет, кафедра генетики. Вопрос такой. Мы говорили. Вы говорили про сиклинирование генома человека. Чей конкретно геном был сиклинирован? Каких конкретно людей? И знают ли люди, которых геном был сиклинирован, о том, что их сиклинировали: А также, если они знают это, то помогло ли им это как-то практически? Были выявлены какие-то заболевания или, возможно, предрасположенность к ним? Спасибо.
Янковский: Данные о последовательности нуклеотидного генома человека, полученные мировым консорциумом, это геном никакого человека. Потому что эти данные были получены на основе нескольких источников ДНК. Они известны. Но так или иначе, принадлежат они принадлежат разным людям. В некоторых случаях это был конкретный человек, в других случаях – клеточные линии. А вот первый геном отдельного человека был сделан в фирме «Селера». И эта информация и дает основание говорить о том, насколько мы различны или нет. Потому что были просклинированы, последовательность нуклеотидов определена, вот, в каждом хромосоме. И папины, и мамины у данного человека. Сейчас таких индивидуальных геномов опубликовано уже. Ну, по крайней мере, больше восьми. Потому что восьмым был геном русского человека, о чем недавно сообщалось. Это уже геномы индивидов.
Что можно о них сказать? Ну, это один из расшифрованных геномов. Это геном Джеймса Уотсона, открывателя структуры ДНК. И когда его спросили: вот, чего вы там для себя интересного нашли, что это вам сказало? Он сказал, что, в общем-то, во-первых, что ничего нет, чего бы он о себе не знал. Потому что все предрасположенности, они уже к возрасту реализуются. А в отношении своих детей или детей их детей, да, он говорит, что по информации в одном из участков ДНК. И она не была сделана публичной, кстати, насколько я знаю. Это предрасположенность к болезни Альцгеймера. Возможная. Но она не реализовалась в нем, как мы знаем. И не реализовалась в его детях. Ну, поскольку она есть, она может оказаться с его хромосомой у каких-то их потомков. Сегодня это знание по структуре генома, оно может быть полезно в детском возрасте, в первую очередь.
Потому что часть из патологических состояний можно скорректировать, если мы знаем о том, что они могут развиться. Ну, к таким заболеваниям относится, например, фенилкетонурия. Если. Дефект обмена веществ. Если определенную. Он приводит к слабоумию. Если вы вводите диету с рождения, то этот дефект не проявляется. И дальше человек уже, ну, практически здоров. Если вы ее не вводите, то у него развивается умственная отсталость. То есть, мы можем в некоторых случаях помочь человеку вести тот образ жизни, который не позволит развиться дефекту. В других случаях, скажем, есть дефекты исправления повреждений ДНК. Вот если система исправлений, она сама по себе не работает, этот ген поврежден, то у таких людей выше вероятность развития опухолевых заболеваний. Ну, например, если это женщина, то лучше чаще и раньше проверяться, не стартует ли печальный процесс.
Он в большинстве случаев не начнется никогда. Но вероятность больше. Поэтому здесь имеет смысл проверять более часто, не начался ли процесс. Потому что, вообще говоря, можно хирургическим образом прекратить. Ну, если вы проверяетесь, ничего нет, то прекращать ничего не надо. Но если начался, достаточно рано хирургическое вмешательство, и тогда не будет дальнейшего развития опухоли во всем организме. То есть, для каких-то случаев, которые касаются, в общем-то, не всех людей, вот эти заболевания. Простые – это три процента. Там особенно ясна польза от знаний структуры генома. Я говорил о Сардинии, где было в двадцать пять раз уменьшено число рождений детей с заболеванием крови, b-талассемии. А вот заболевания зрелого возраста, здесь, конечно, гораздо меньше радости. Прежде всего, потому что мы не знаем однозначно, как данная генетическая конституция, по какому механизму, связана с развитием патологии. Наверное, это в будущем будет яснее.
И для того, чтобы это стало яснее, нам нужна была структура генома базовая, а потом и структура генома отдельных людей. За этим они нужны.
Вопрос: Добрый день! Попова Вера, МГУ, биологический факультет. Мне бы хотелось поподробнее узнать о генотерапии. То есть, о связи медицины и генетики. Я знаю, что случаи генотерапии, они были. Но со временем они уже нивелировались. То есть, к настоящему времени практически не применяются такие способы лечения. Почему?
Янковский: Ну, они и не применялись. Это фаза исследований, которая пока не завершена. Генотерапия, этот термин используется в нескольких разных смыслах. Вы можете ввести продукт гена для того, чтобы скорректировать его дефект. Это происходит, например, в случае больных диабетом. Они получают инсулин. И то, что у них не работает собственная система, компенсируется введением продукта гена. Вообще говоря, следующий шаг – это введение генетической конструкции, которая обеспечивает синтез инсулина в организме. Такие опыты проводились на модельных объектах. Наверняка, технология дойдет до практического применения. Пока нет. Нужно, чтобы это сработало в нужное время, в нужном месте и в нужных количествах. Вопрос этот технологический. Он будет решен. Пока нерешен. Но он будет решен. То есть, вы получаете не продукт, а инструкцию, которая этот продукт делает. И, конечно, исходно, что было надеждой и остается. Но это еще гораздо более долгий путь. Это замена гена, который дефектен, если его дефект определяет данную болезнь, в зародышевой линии. Тогда появляющийся организм, он не будет содержать уже испорченную инструкцию. Она будет нормальной. Но это путь очень дальний. И пока на этом пути мы знаем, что происходит очень много связанных с ним дефектов. Не связанных, а вызванных им дефектов. И частота этих дефектов, она не делает полезным применение данного подхода в практике пока. Но это тоже вопрос технологии. Поэтому движение по этим путям будет происходить. В конце концов, то, о чем я говорил, что наши гены. Даже не продукты генов, а сами гены, заменят лекарства. Это, действительно, рациональная основа генотерапии всего, всех наших болезней.
Потому что болезни всегда развиваются на фоне определенной генетической конституции. Даже инфекционные болезни. Ну, например, СПИД. К нему есть мутации устойчивости. И если использовать. Тут тоже, скорее всего, возможны и генотерапевтические подходы для того, чтобы устойчивость создать. Пока до этого технологии не дошли. Но ясно, что если мы знаем, как наш организм препятствует началу или развитию данной болезни. А в отношении СПИДа известны мутации и препятствующие началу болезни, и препятствующие развитию болезни. Если мы со временем применим генотерапевтические подходы, то, наверное, это будет наиболее прочный путь борьбы с заболеванием этим. Как и типовой путь для каждого заболевания. То есть, лекарствами станут наши собственные даже не продукты, а наши собственные инструкции, в их состоянии обеспечивающие здоровье.
Вопрос: Жабадин Максат, МГУ, биологический факультет, кафедра генетики. Хотел бы задать вопрос. На каком этапе развития находится вопрос о генетическом паспорте с юридической и с генетической стороны? И ближайшие перспективы внедрения таких паспортов в России и в мире.
Янковский: Генетическую конституцию в пределе можно определить. Определение последовательности нуклеотидов всего генома до рождения. И это, несомненно, произойдет если не при вашей жизни, то при жизни ваших детей. В частности, и в нашей стране. Пока это слишком дорого для практической медицины. Но если есть какая-то предыстория у данной семьи. Предыстория заболеваний в поколениях предков. То целесообразно в первую очередь проявлять, проверять детей, скорее всего, на этапе до рождения, пренатальной диагностике, на наличие мутаций, приводящих к этим заболеваниям. Этих заболеваний десятки тысяч. А заболевания в данной семье, которые были отслежены, вот, в данном поколении относительно предков, их несколько. И, как правило, очень немного. Нет, не целесообразно экономически, пока слишком дорого и практическому здравоохранению не доступно отправлять все тридцать тысяч заболеваний. То есть, сейчас у нас есть набор диагностикумов на тестирование заболеваний. Скажем, в нашей стране вот только в одной лаборатории Медико-генетического центра, лаборатория профессора Полякова, их почти триста. Кстати сказать, в Европе это наибольшее количество диагнностикумов, которые реализуются в одной лаборатории. И, вот, эти триста наиболее частых. Остальные встречаются реже. Для них в данной семье диагностика проводится. Как правило, она проводится пока. Если один ребенок родился с каким-то генетическим дефектом, тогда это точно целесообразно в отношении другого. Вероятность появления этого дефекта, она двадцать пять процентов. Не выше, но двадцать пять процентов – это много. Тогда это имеет смысл проверять с тем, чтобы этот дефект не проявился и во втором ребенке. К сожалению, все это связано, то, что этот дефект не проявится, связано с прерыванием беременности. Эта проблема этическая. Ну, о чем вы говорите, это несколько иное. Если известна генетическая конституция человека, насколько она является его личной информацией, насколько она является информацией важной для общества? Ну, вот, я показывал вам, вот, этот моноаминоксидазу. Да? Единичный ген, полностью утрачена функция. Такое проявление. Ну, наверное, было бы полезно знать не только данному человеку, но и, скажем, тем, кто вокруг него находится. По крайней мере, при выполнении каких-то видов работ, связанных с работой с людьми. Ну, этот пример наиболее такой яркий и ужасный. Там, конечно, не дойдет до работы с людьми. У таких вот индивидов с дефектом этого гена. Но есть такие нейтральные в большинстве условий мутации, которые могут быть важны для принятия решения о профессиональной пригодности.
Например, дефект одного из генов приводит к тому, что при повышении концентрации кислорода, человек может умереть. Ну, допустим, самолет. Пилот летит. В кабине задымление. Он надевает маску, а у него дефект этого гена. И пилота нету, независимо от того, будет пожар или нет. Это чего, должна знать авиакомпания и, так сказать. Ну, не пассажиры, но, так сказать, применяя, принимая его на работу. То есть, часто информация о нашей генетической конституции далеко не только наше дело. По крайней мере, обществу было бы важно знать в отношении и других своих членов о генетической конституции. Определенной генетической конституции людей. Ну, по крайней мере, вот в таком случае. И таких случаев немало. Когда. То есть, здесь разные аспекты этой генетической паспортизации. Наверное, социально наиболее важно сейчас, это геномная регистрация. Вот в Англии она ведется по преступникам уже много лет. У них в базе данных находится более пяти миллионов сведений более чем о пяти миллионах индивидах. И это, действительно, чрезвычайно.
Уже это доказано практикой. Помогает, во-первых, просто раскрываемости преступлений. А, во-вторых, скорости раскрываемости преступлений. И, соответственно, неотвратимости наказания. Это очень важный фактор. Это сейчас начинается в нашей стране. Должно ли это делаться? Признаки эти нейтральные. То есть, они никак не влияют на то, там, здоров я, не здоров. Но это, в общем, тоже личная информация. Если этот человек не является правонарушителем, то, в общем, обществу дела нет до того, какая у него генетическая структура, позволяющая его идентифицировать. Но если он преступник, то повторных преступлений восемьдесят процентов. То для общества это важно знать, какая у него генетическая конституция. Потому что восемьдесят процентов преступлений повторное. То есть, здесь перекрываются и права индивида, и права общества. Вот в этой генетической паспортизации. И зависит то, где грань между личными правами и общества, от культуры, от истории данного общества в целом. Я присутствовал на многих заседаниях комиссии по вопросам этики.
Всемирного совета по исследованию генома человека. Членом которого я являлся. И там, в основном, доклады делались представителями европейских стран и американцами. И вот, после всех этих докладов, очень убедительных, понятных, встал представитель китайской делегации и сказал, что, вот, почему мы должны следовать тем правилам, которые вы создали. У нас другая культура общества. Она не плохая, не хорошая, она другая. Если на Западе права индивида стоят во главе угла, то в Китае это не так. Во главе угла стоят права общества. И индивида, права индивида являются подчиненными. То есть, то, что является твоим делом, а что делом общества, зависит от того, какова предыстория этого общества. То есть, правил не может быть одинаковых во всех странах. Каждая должна выработать свои. И мы в этом отношении по тому, что мы считаем своим личным делом, а в чем мы являемся частью социума, занимаем промежуточное положение. Так что, каждая страна должна выработать свои правила, которые, несомненно, выработаны и будут.
Ведущая: Огромное спасибо. Нам достаточно вопросов. Всем присутствующим еще раз спасибо.
Янковский: Спасибо.
Видео лекции Николая Янковского на телеканале "Культура"
Смотрите также:
- Найдена «молекула памяти»: ученые научились стирать плохие воспоминания →
- Игры с разумом: ученые научились манипулировать поведением человека →
- Стивен Джуан: «Компьютер влияет на поведение человека, меняя его» →