Узнай о своих генах. Азбука для небиологов - Эррол К. Фридберг

Рис. 13.1. Стивен Хокинг

Еще один волнующий вопрос: есть ли жизнь на других планетах и если есть, то основана ли она тоже на ДНК? Известный английский физик-теоретик, космолог, автор и директор Центра исследований теоретической космологии Кембриджского университета Стивен Хокинг в интернет-лекции «Жизнь во Вселенной» пишет, что, как правило, живые существа обладают и набором инструкций, диктующих системе, как поддерживать и воспроизводить саму себя (с помощью генов), и механизмом для выполнения этих инструкций (обменом веществ). «Но по своей природе они не обязательно должны быть биологическими. Компьютерный вирус – это программа, которая копирует себя в памяти компьютера и переносится на другие компьютеры». Таким образом, по мнению Хокинга, компьютер подходит под определение живой системы. Может быть, такие «живые системы» существуют и где-то на просторах Вселенной?

В заключение Хокинг рассматривает возможность существования где-то там других форм разумной жизни, но нас они словно бы не замечают. Он напоминает нам о проекте поиска внеземных цивилизаций SETI (Search For Extra-Terrestrial Intelligence – поиск внеземного разума), согласно которому предполагалось сканировать радиочастоты, чтобы понять, можем ли мы получать сигналы от внеземных цивилизаций. «По моему мнению, этот проект стоит поддерживать, – пишет Хокинг, – хотя его и закрыли из-за недостаточного финансирования. Но мы должны быть осторожны с ответом на подобные сигналы, пока мы не продвинулись в своем развитии немного дальше. Встреча с более развитыми цивилизациями на нынешнем этапе может быть подобна встрече коренных жителей Америки с Колумбом. Не думаю, что она сделала их счастливее!»

Глава 14

Проект «Геном человека»

Определить последовательности оснований А, Т, С и G в участке ДНК (то есть секвенировать) можно с помощью методов, которые сегодня уже стали рутинными в большинстве, если не во всех лабораториях академических институтов. Однако у подобных лабораторий нет возможности секвенировать весь геном таких организмов, как человек, который содержит приблизительно 25 000 генов и еще большее число оснований, не входящих ни в один ген.

В 80-е годы прошлого столетия ученые начали обсуждать необходимость учредить проект, задачей которого было бы секвенирование всего генома человека. После длительных дискуссий и многочисленных собраний два государственных агентства в США – Министерство энергетики и Национальный институт здравоохранения – разработали меморандум о взаимопонимании для координации планов и установления времени начала проекта в 1990 году. Официально проект с бюджетом в три миллиарда долларов стартовал в 1990 году при содействии Министерства энергетики и Национального института здравоохранения, и рассчитан он был на 15 лет. Кроме американских ученых в проект с названием «Геном человека» (Human Genome Project, HGP) включились и генетики из Великобритании, Франции, Австралии, Китая, спонтанно образуя в процессе работы множество научных связей.

Благодаря мощному международному сотрудничеству, успехам в области анализа последовательности ДНК, а также новейшим компьютерным технологиям уже в 2000 году был готов «черновой набросок» генома человека, о чем 26 июня этого же года одновременно сообщили в телевизионном эфире президент США Билл Клинтон и премьер-министр Великобритании Тони Блэр. А 14 апреля 2003 года, на два года раньше запланированного срока, было объявлено о том, что в целом почти завершена расшифровка последовательности ДНК генома человека. Этот проект был одним из самым дорогостоящих в истории биологии. Последовательность ДНК хранится в базах данных, доступных в Интернете любому интересующемуся. Национальный центр биотехнологической информации США и его дочерние организации в Европе и Японии поместили последовательности генов в базу данных, известную под названием GenBank («Банк генов»). Расшифрованный в результате работы над проектом и опубликованный геном не представляет последовательность генома каждого индивида. Это комбинированный набор, полученный от небольшого числа анонимных доноров европейского происхождения.

В 1998 году подобное предприятие было открыто американским исследователем Крейгом Вентером и его частной компанией Celera Genomics. В начале 90-х годов, когда приступили к проекту HGP, Вентер был научным сотрудником Национального института здравоохранения США. Работа по интерпретации и анализу уже собранных данных пока еще в начальной стадии.

Предполагается, что детальное знание генома человека обеспечит новые пути к достижениям в области медицины и биотехнологии. Однако практические результаты проекта «Геном человека» появились еще до завершения этих исследований. Например, ряд частных компаний начал предлагать простые способы проведения генетических анализов для определения предрасположенности к заболеваниям широкого спектра, в том числе к раку молочной железы, муковисцидозу, болезни печени и другим. Кроме того, предполагается, что информация о геноме поможет выявлению причин различных форм рака, болезни Альцгеймера и других заболеваний и будет способствовать более успешному их лечению.

Анализ совпадений ДНК-последовательностей различных организмов открывает новые подходы и к исследованию процесса эволюции. Считается, что проект поможет дать ответы на многие вопросы относительно сходства и различия между человеком и нашими ближайшими родственниками (другими приматами, в том числе и обезьянами)[10], а также другими млекопитающими.

Проект «Геном человека» – это мощное международное научное предприятие по секвенированию и картированию всех генов представителей нашего вида – Homo sapiens (человек разумный) – и является одним из крупнейших исследовательских проектов в истории науки.

Глава 15

Заключение

Надеюсь, читая книгу, вы получили удовольствие и сумели разобраться с большей частью, а то и всем ее содержимым, но что еще важнее, вы познакомились ближе со своими генами и тем, как они работают.

Не единожды я упоминал, цитировал и воздавал должное Сиддхартхе Мукерджи, автору книги «Ген. Сокровенная история». В одной из глав другой его книги «Книга человека» в двадцати трех томах (по числу пар хромосом) есть краткое резюме генома человека, повтор которого будет последним словом книги «Узнай о своих генах».

«В нем 3 088 286 401 буква ДНК, то есть чуть больше трех миллиардов (плюс-минус несколько).

Он распределен по 23 парам хромосом (всего 46) в большинстве клеток организма. У всех остальных приматов, в том числе у горилл, шимпанзе и орангутангов, 24 пары хромосом. В какой-то момент эволюции гоминидов две средних по размеру хромосомы в каком-то предке приматов слились в одну.

Геном кодирует 20 687 генов, что всего лишь на 1796 больше, чем у червей, на 12 000 меньше, чем у кукурузы, и на 25 000 меньше, чем у риса и пшеницы.

Он невероятно изобретателен. Он извлекает сложное из простого. Дирижирует активацией и подавлением лишь определенных генов в определенных клетках и лишь в определенные моменты, создавая уникальных