Каждый из нас немного банан

На минувшей неделе в Выставочном центре СО РАН прошел второй «Академический час» – открытое мероприятие для школьников, студентов и всех желающих пообщаться на научно-популярные темы с академиками РАН, ведущими учеными в различных областях науки. Гостем встречи стал академик Владимир Шумный из Института цитологии и генетики СО РАН. Вопреки говорящей фамилии докладчика лекция прошла в полной тишине – ученики третьей гимназии и школы №162 внимательно слушали и задавали умные вопросы.

За один час Владимир Константинович кратко описал эволюцию с того времени, как наш предок встал на две ноги, и до сегодняшнего дня, когда его потомки давно и надежно обеспечивают себя пищей и почти не зависят от изменений климата. Человек не только сам приспособился выживать в любых условиях, но и стал управлять процессом эволюции окружающих его животных и растений. Знаменитому русскому ученому академику Дмитрию Беляеву понадобилось всего полвека, чтобы повторить эксперимент, который природа сделала с человеком за 12 тысяч лет. Он провел доместикацию (одомашнивание) лисиц, ускорив процесс за счет искусственного отбора (селекции) добрых особей. Домашние и дикие лисы сегодня живут в питомнике Института цитологии и генетики СО РАН. Первые заметно отличаются от вторых не только дружественным отношением к человеку, но и внешностью – с каждым последующим поколением «покладистые» лисы все сильнее похожи на собак – от виляния хвостом до укорачивания носа и появления характерных белых отметин на лбу и кончике хвоста. Владимир Шумный напомнил, что генетический эксперимент Дмитрия Беляева стал одной из самых цитируемых научных работ во всем мире.

Академик рассказал об основателе генетики Грегоре Менделе, теорию которого сначала никто не понял и не принял. Он опубликовал в 1865 году статью «Опыты над растительными гибридами», где четко описал, откуда появляется генетическая изменчивость и как она наследуется. Скрестив контрастные формы гороха (красный и белый), он проследил, как наследуются признаки. Фактически он открыл гены, но в своей работе называл их факторами. К его открытию обратились лишь спустя 30 лет, а до этого оно не вызвало у ученых никакого интереса. Хромосомная теория наследственности началась только с работ первого лауреата Нобелевской премии Томаса Моргана, который осознал и развил теорию Менделя. До 30-х годов ХХ века Россия участвовала в этих исследованиях. Так, идея удвоения хромосомы (репликация) принадлежит Николаю Кольцову, который заявил принцип: «Всякая молекула происходит от молекулы». Он представлял себе эти «наследственные молекулы» в виде гигантских белков, составляющих осевую структуру хромосом, но так и не узнал о своей ошибке – умер в 1940 году после того, как Президиум Академии наук СССР объявил его лжеученым и представителем «буржуазной генетики». А пока в нашей стране шла активная борьба против политически вредных учений, в 1944 году зарубежные ученые выяснили, что генетическую информацию передают не белки, а нуклеиновые кислоты и получили за это вторую Нобелевскую премию по генетике.

За десятки лет, пока эта наука была в нашей стране запрещена, мы сильно отстали по уровню от иностранных конкурентов, однако сегодня уже и нам есть чем погордиться. В Институте цитологии СО РАН ведутся совместные работы с ведущими зарубежными лабораториями – он единственный российский участник международного консорциума по расшифровке генома пшеницы. Фамилии некоторых сотрудников ИЦиГ СО РАН можно видеть в списках авторов таких крупных научных журналов, как Nature. Например, в феврале 2010 года на его обложке была напечатана реконструкция лица жителя древней Гренландии. Мумия пролежала во льдах около 4-х тысяч лет, а анализ ДНК ее волос показал большое сходство с ДНК коренных сибиряков. По мнению руководителя лаборатории молекулярной и эволюционной генетики человека Института цитологии и генетики СО РАН Людмилы Осиповой, предки народов Сибири переселились в Гренландию более 5 тысяч лет назад.

Уникальными исследованиями занимаются в лаборатории д.б.н. Вячеслава Мордвинова, где расшифровывают геном описторха, чтобы найти его «слабое место» и научиться избавлять человека от этого опасного паразита без использования токсичных лекарств. По этой теме институт сотрудничает с крупным консорциумом в Таиланде, где проблема описторхоза стоит достаточно остро. Огромные перспективы открылись сибирским генетикам с появлением в Новосибирске чистого от патогенной флоры SPF-вивария с криобанком для хранения генетических линий мышей.

Особый интерес слушателей вызвал рассказ академика об ошибках репликации ДНК, которые докладчик сравнил с опечатками в типографии.

– Если поменять в названии журнала «Знание – сила» всего одну букву, можно получить противоположный смысл: «Звание – сила», – объясняет Владимир Шумный. – Всего одна «опечатка» в нашем организме может изменить работу его отдельной системы. Отсюда – возникновение, в частности, раковых опухолей и многих других заболеваний.

Мутации – главный источник изменчивости и возникновения различных патологий. В условиях беспощадного естественного отбора они выметались из популяции, и организмы просто погибали. Но люди научились «обманывать» естественный отбор. С одной стороны, это победа человека над природой, а с другой – его большая беда. Ведь медицина решает только конкретные проблемы, и еще нигде в мире она не стала фактором оздоровления нации. «Дефектные» организмы сегодня не просто выживают, но и производят потомство, «награждая» его целым рядом «опечаток» – более тысячи генетических и многие сотни хромосомных заболеваний. Есть еще и так называемые полифакторные заболевания, обусловленные мутациями не в одном, а в нескольких генах. Они передают потомству не сами заболевания, а предрасположенности к ним.

– Ребята, изучайте свои родословные, чтобы знать, чем болели ваши бабушки и прабабушки и какие предрасположенности они могли передать вам! – призвал докладчик учеников. – За рубежом люди давно уже это делают и стараются заранее предупредить возникновение патологии.

В завершение лекции академик показал несколько интересных картинок и таблиц. Фотография букета голубых роз вызвала восторг особенно у женской части аудитории. Она демонстрировала успехи японских генетиков, которые встроили ген «анютиных глазок» в геном белой розы. В одной из таблиц были указаны основные гены, контролирующие образование белков – практически одинаковые у всех живых организмов. Оказывается, один человек от другого отличается по набору генов всего на 0,1%, от шимпанзе и мыши – на 2%. Наш геном совпадает с собачьим на 95%, с червем – на 75%, с бананом – на 50%, с нарциссом – на 35%. Впервые на это обратил внимание русский ученый Николай Вавилов еще в 1925 году. Случись это ближе к нашим временам, он получил бы за свое открытие Нобелевскую премию. Но тем, кто идет впереди паровоза, всегда непросто.

Мария ШКОЛЬНИК