«Одно ясно точно — понятия «плохие гены» не существует. Гены плохи или хороши в зависимости от условий»

Биолог Константин Северинов — о генетических тестах, расхожих мифах и будущем генетики.
Светлана Герасева
Светлана Герасева, редактор журнала «Куда пойти учиться»
23 сентября 2015
Фото: Kylemcdonald/www.flickr.com
Константин Северинов
генетик, доктор биологических наук,
профессор Сколтеха и Университета Ратгерса (США)
Делать генетические тесты сейчас модно. Что они помогут узнать о себе?

Генетические тесты нужны, чтобы определить, есть ли у человека генетические заболевания или предрасположенность к ним. «Рецепт», по которому мы сделаны, записан в виде последовательности нуклеотидов, из которых состоит наша ДНК. Всего есть четыре разных нуклеотида, в ДНК они соединены в длинные цепочки, получается в некотором смысле текст. ДНК, которая есть в каждой клетке любого из нас, состоит из 3 миллиардов букв-нуклеотидов, разбитую на главы-хромосомы. Для сравнения — в «Войне и мире», например, несколько миллионов букв. Таким образом, наш геном, то есть полная последовательность ДНК человека — это длиннющая книга, в которой написано, что это — Костя Северинов, или, например, университетский охранник, который вот сейчас на нас смотрит из-за угла. По меньшей мере, в нашем геноме подробно записано, как создать наш организм, физическое тело. С личностью менее понятно... Если начать сравнивать геномы разных людей, то обнаружится некоторое количество несовпадений, опечаток, которые ученые называют мутациями или полиморфизмами. Для двух произвольно выбранных геномов опечатки будут встречаться в среднем одна на тысячу полностью соответствующих друг другу букв-нуклеотидов. Получается, между Костей и охранником есть примерно 3 миллиона различий в совершенно разных местах генома. А каждый из нас настолько же отличается от другого человека. Большинство этих отличий ни на что не влияет, ни к каким патологиям не приводит. Некоторые из этих опечаток или их комбинации определяют нашу телесную индивидуальность, наружность, физические способности. А некоторые действительно могут провоцировать и даже предопределять развитие болезней.

между Костей и охранником есть примерно 3 миллиона различий в совершенно разных местах генома

Кому показаны такие тесты?

Тогда, когда имеется предрасположенность к развитию так называемых моногенных заболеваний, за которые отвечает одна конкретная «опечатка», то есть один мутировавший ген. Например, серповидно-клеточная анемия, муковисцидоз, гемофилия, болезнь Лу Герига, или боковой амиотрофический склероз, болезнь Тея-Сакса. Вылечить такие заболевания невозможно, но обнаружить их довольно легко. Большинство таких заболеваний, несмотря на то, что мутация в гене имеется, никак не проявляются. Это связано с тем, что каждый из нас — продукт соединения набора маминых и папиных генов, то есть каждый ген присутствует в двух копиях в каждой клетке нашего организма. И если папа «передал» вам мутацию, которая приводит к муковисцидозу, а в гене, доставшемся от мамы, такой мутации нет, то все будет нормально, потому что мамина копия не подкачала и работает хорошо. Но, с другой стороны, если вы являетесь таким носителем неправильной копии, и решили завести ребенка, а при его зачатии ребенка ваш партнер «подкинет» копию с такой же мутацией, то ребенок будет иметь уже 2 плохие копии гена. И вот это уже очень нехорошо. В этом случае генетическое тестирование — вещь полезная, позволяющая оценить шансы рождения больных детей у конкретной пары. Все эти «битые» гены известны, поэтому лаборанты, образно выражаясь, просто откроют книгу в нужном месте и проверят на наличие опечаток обоих родителей.

Получается, генетические тесты могут обнаруживать только эти редкие болезни?

Для определения склонности к алкоголизму, шизофрении и подобных сложных случаев надежных генетических тестов нет, к сожалению. Оказывается, что большинство болезней или состояний, вызваны не конкретной генетической опечаткой, а какой-то их очень сложной комбинацией. Представим, что у человека есть мутация в гене, ответственном за развитие шизофрении. Но сама по себе эта мутация не приводит к развитию болезни. Чтобы болезнь проявилась, нужно еще несколько серьезных ошибок в других местах. И пока мы не можем точно сказать, в каких. А может быть, болезнь проявится только при определенных условиях окружающий среды... То есть, интерпретация тестов становится сродни предсказанию, или даже гаданию. Получаются генетические гороскопы.

Жириновский сделал такой тест и заявил, что происходит от Наполеона

То есть, компании, специализирующиеся на генетических анализах, не могут дать исчерпывающей информации?

Уточню: эти компании не являются медицинскими, ни у одной из них нет такой лицензии. Подобные фирмы предлагают определить ваш геном, прочитать вашу генетическую книгу, все эти 3 миллиарда буковок, и сравнить их последовательность с условным эталоном на предмет опечаток. Интерпретация генетического текста, а тем более практические рекомендации на его основе — дело очень тонкое. Наука геномика еще очень молодая, хотя и модная, и не стоит к таким результатам относиться слишком серьезно — так, приколоться. Ну, посоветуют вам меньше курить, больше времени проводить на свежем воздухе. Или вы узнаете, что у вас в 10 раз повышен риск заболеть какой-нибудь болезнью. Но если вероятность заболеть чем то 1 на 100 тысяч, а у вас — 1 на 10 тысяч, то совершенно непонятно, что делать с такой статистикой конкретному человеку. Многие, тем не менее, воспринимают такую информацию как приговор, и впадают в депрессию. И на фоне всей этой ипохондрии у них действительно могут появиться реальные проблемы. Кстати, в США запрещено по результатам геномного анализа ставить диагнозы и давать медицинские рекомендации. Зато можно выяснить, от кого вы происходите. Вот Владимир Жириновский сделал такой тест и заявил, что происходит от Наполеона, кажется, или от какого-то известного негодяя.

Говорят, генетические тесты в Америке все так же популярны.

Конечно, это же страна иммигрантов, многим любопытно найти свои корни. С помощью генетических тестов можно проследить, как развивалась работорговля, выяснить, откуда ваши предки. У нас в стране тоже есть любители поискать дальних родственников. Ищут, например, у себя гены Чингисхана, он же был великим и мужественным, и, ко всему прочему, еще и плодовитым. Но гены передаются потомству таким образом, что даже если у вас и есть какой-то великий предок, вы можете почти не иметь его генов, а, следовательно, и не обладать генетической предрасположенностью к величию (если мы на миг представим, что предок стал великим благодаря своим генам, что далеко не факт).

Развитие соцсетей будет идти в ногу с глобальной генетической паспортизацией

Тогда получается, что заключать брак с представителем «раковой» семьи вполне безопасно с точки зрения здоровья будущих детей?

Вопрос сложный, и на него нет общего ответа. Начнем с того, что под термином «рак» скрываются сотни совершенно различных болезней. Часть из них, безусловно, имеет генетическую подоплеку, часть связана с образом жизни, часть вызвана генетическими изменениями — мутациями — связанными с образом жизни, возрастом, и т.д. И если у вашего избранника родственники умирали от рака легких, но, кроме того, курили по 2 пачки сигарет в день, то объяснить, что же все-таки их свело в могилу — гены или вредная привычка, невозможно. Одно ясно точно — понятия «плохие гены» не существует. Гены плохи или хороши в зависимости от условий.

Есть мнение, что выкидыши на ранних сроках почти всегда обусловлены генетикой. Другими словами, природа оберегает нас от появления большого количества генетически больных людей. Так ли это?

Яйцеклетка и сперматозоид содержат одиночный набор генов. При зачатии это наборы сливаются, таким образом, все клетки взрослого организма содержат двойной набор. При образовании половых клеток случайным образом из двойного генного набора папы (при образовании сперматозоидов) и мамы (при образовании яйцеклетки) выбирается только одна из двух копий каждого гена. А всего у нас около 30 тысяч генов, а в них — опечатки-мутации, про которые мы говорили. Поэтому все яйцеклетки и сперматозоиды очень сильно отличаются друг от друга по набору мутаций. Во время развития плода — а это страшно сложный процесс — генетическиe комбинации мутаций тестируются самой природой и многие абортируются на ранних стадиях, если они предотвращают нормальное развитие.

Какой процент болезней обусловлен генетическими мутациями?

Небольшой. Есть, конечно, отдельные случаи, некоторые я упомянул выше. Классический пример — гемофилия, которая передается по женской линии. Цесаревичу Алексею Романову X-хромосому с мутацией гемофилии передала мать, а ей, в свою очередь, этот «подарок» подкинула английская бабка цесаревича, королева Виктория. У Виктории мутация возникла случайно. По большому счету, от генетических заболеваний умирает очень небольшой процент людей. Поэтому лучше следить за тем, какой образ жизни вы ведете, что пьете и что едите. В конечном счете все мы — продукт сложного синтеза генетики и образа жизни. По-английски это звучит как nature and nurture. И что здесь главное, генетика или воспитание, окружающая среда — не ясно.

То есть, на сегодня мы не можем определить ничего, кроме нескольких заболеваний?

В общем, да. Некоторые мутации вызывают болезни, и мутации, и болезни известны, и те, и другие довольно редки. Во всех остальных случаях генетики лишь могут высказывать предположения, например, что такая-то мутация повышает риск развития такой-то болезни, так как среди людей, имеющих это заболевание, такое генетическое изменение встречалось чуть чаще. Но такое предположение немногим отличается от утверждения, что все люди, которые ели огурцы и жили в XIX веке, умерли. Возьмем, например, клинику с шизофрениками. Пусть их будет 100 человек. Мы просмотрим у всех них геномы, сверим опечатки и обнаружим, допустим, что у 20 пациентов есть одна и та же мутация. А у 100 человек, которые в это клинику пока не попали, такая мутация встречается в 15 случаях. Статистически кажется, что это значимо частота мутации у больных повышена. И вот к вам приходит человек, тестируется и вы находите у него такую мутацию. Можете ли выдать ему диагноз: «У тебя, родной, скорее всего, шизофрения»?

Сейчас много говорят про CRISPR, систему, способную поменять «плохой» ген на «хороший».

CRISPR — новая технология, которая позволяет направленно изменять и редактировать геном, изменять последовательности ДНК. Применить CRISPR на людях, как на любом другом организме, не составляет никакой технической проблемы. Все упирается в вопросы этики. Приведу пример. Предположим, есть 2 копии гена от папы и от мамы, одна из этих копий с опечаткой. CRISPR может взять участок ДНК с опечаткой, разрезать молекулу на две части, а затем специальная клеточная система починит разрыв по примеру оставшейся правильной копии. Получатся две правильные копии. Весь процесс похож на то, как мы раньше магнитофонную ленту заклеивали. Проблема в том, что CRISPR — система не абсолютно точная. Китайцы, которые впервые провели эти исследования полгода назад на человеческих яйцеклетках, выяснили, что CRISPR разрезает ДНК не только в нужной точке, но и в других местах. А это ведет к дополнительным ошибкам и мутациям. Получается, можно выправить какие-то дефекты, но почти гарантированно получить другие. Совершенно очевидно, что после такого «лечения» яйцеклеток (а пока такие опыты можно делать только на стадии яйцеклеток) могут родиться несчастные люди, которых никто не спросил, стоит ли игра свеч.

Интересно, как в будущем станут использоваться данные генетических тестов?

На мой взгляд, будущее за синтезом компьютерных наук по анализу больших объемов данных и генетики. Неплохо было бы сделать генетические паспорта, определить геномы всех людей, а потом вести долговременный мониторинг, наблюдать, как они живут, от чего умирают... И так на протяжении нескольких поколений. Развитие соцсетей будет идти в ногу с такой глобальной генетической паспортизацией — и дело не только в медицине, здесь еще и экономика. Ведь можно предположить, что есть ген, отвечающий не только за развитие рака, но и, например, заставляющий женщин покупать туфли. Тогда можно предлагать купить те или иные башмаки в зависимости от генетического профиля женщины. Это бы увеличило эффективность нишевой рекламы. Этакий новый, генетически обоснованный маркетинг. А вообще предсказывать прогресс в биологии дело гиблое. До 2006 году про CRISPR никто не знал, первые опыты по редактированию генома с CRISPR опубликованы в 2013 году, а сейчас в эту технологию и ее развитие инвестируют сотни миллионов долларов. Поэтому нашей наукой так интересно заниматься — совершенно невозможно предсказать, что еще откроют через пару лет.

А в каких российских вузах сейчас хорошо учат генетике?

В МГУ на биофаке и бибифаке (Факультет биоинженерии и Ббиоинформатики МГУ им. М.В. Ломоносова. — Прим. ред.). В Новосибирском государственном университете, в Питере — со скрипом. А больше нигде.

Светлана Герасева
Светлана Герасева, редактор журнала «Куда пойти учиться»
23 сентября 2015

Обсуждение материала

Оставить комментарий

Cпецпроекты