Лабиринты генетики

gordon0030@yandex.ru

Архив выпусков | Участники

↓№ 74↑

18.02.2002 Хронометраж

1:12:00

Что такое трансгенные животные? Как современная генетика использует стволовые клетки? О последних достижениях и перспективах развития методов клонирования и трансплантации размышляют доктор медицинских наук Леонид Корочкин и доктор биологических наук Мария Александрова.

Обзор темы

По принятому в науке определению клонирование — точное воспроизведение того или иного живого объекта в каком-то количестве копий. Вполне естественно, что все эти копии должны обладать одинаковой наследственной информацией, то есть нести набор генов, идентичных генам «родителя», в отличие от существ, возникших путем естественного размножения, при котором генетический материал двух родителей по-разному смешивается в каждой особи потомства. В ряде случаев получение клона животных не вызывает особого удивления и считается рутинной процедурой, хотя и не такой уж простой. Генетики добиваются этого, используя объекты, способные размножаться не только половым путем, но и посредством партеногенеза, то есть без предшествующего оплодотворения. Поскольку такой процесс контролируется генетически, возможно вывести линии, в которых размножение происходит только партеногенезом. Естественно, те особи, которые станут развиваться из потомков той или иной исходной половой клетки, в генетическом отношении будут одинаковыми и могут составить клон. У нас в стране, например, блестящие работы по клонированию такого рода выполняет на шелкопряде с помощью разработанной им специальной методики академик Владимир Александрович Струнников. Он, однако, отмечает, что клонированные особи не идентичны друг другу, но оказываются разнообразными по целому ряду так называемых количественных признаков — величине, продуктивности и плодовитости. В ряде клонов это разнообразие бывает большим, чем в обычных генетически разнообразных популяциях.

В эмбриологии тоже известны методы получения клонов. Если зародыш морского ежа на стадии раннего дробления искусственно разделить на составляющие его клетки — бластомеры, то из каждого разовьется целый организм. В ходе последующего развития зародышевые клетки теряют эту способность и становятся все более и более специализированными. Можно также использовать ядра так называемых стволовых эмбриональных клеток от какого-нибудь конкретного раннего эмбриона, которые еще не являются очень специализированными (таковым будет их потомство). Эти ядра пересаживаются в яйцеклетки, из которых удалено собственное ядро, и такие яйцеклетки, развиваясь в новые организмы, опять-таки могут образовать клон генетически идентичных животных. У человека известны случаи своеобразного «естественного» клонирования — это так называемые однояйцевые близнецы, которые возникают благодаря редко встречающемуся естественному разделению оплодотворенной яйцеклетки на два отделяющихся друг от друга и в последующем самостоятельно развивающихся бластомера. Они очень похожи друг на друга, но все же не идентичны.

Однако нынче речь идет о другого рода клонировании, а именно о получении методом пересаживания ядра соматической клетки взрослого индивида в яйцеклетку, из которой ее собственное ядро предварительно удалено, ряда точных копий того или иного взрослого животного. При этом животного, «прославившегося» какими-то своими выдающимися качествами (например, рекордные надои молока, высокий настриг шерсти и т. д.), а, возможно, ученого, политика или артиста, особо ценного для человечества в силу его определенных качеств. Вот тут-то и возникают весьма и весьма большие сложности, в которых предстоит разобраться.

...А начиналась вся эта история в далекие 40-е годы, когда российский эмбриолог Георгий Викторович Лопашов разработал метод пересадки (трансплантации) ядер в яйцеклетку лягушки. В июне 1948 года он отправил в «Журнал общей биологии» статью, написанную по материалам его экспериментов. Однако, на его беду, в августе 1948 года состоялась печально известная сессия ВАСХНИЛ, утвердившая по воле партии беспредельное господство в биологии печально известного Трофима Лысенко, и набор статьи Лопашова, принятой было к печати, рассыпали, потому что она доказывала ведущую роль ядра и содержащихся в нем хромосом в индивидуальном развитии организмов. Работу Лопашова забыли, а в 50-е годы американские эмбриологи Бриггс и Кинг выполнили сходные опыты, и приоритет достался им, как часто случалось в истории российской науки.

В дальнейшем Джон Гердон из Великобритании усовершенствовал методику и, удаляя из яйцеклетки лягушек собственное ядро, пересаживал в нее разные ядра, выделенные из специализированных клеток. В конце концов, он дошел до того, что начал пересаживать ядра из клеток взрослого организма, в частности из эпителия (покровные клетки) кишечника. Более того, Гердон добился, что яйцеклетки с чужим ядром развивались в определенном проценте случаев до достаточно поздних стадий. И вот 1–2% особей проходили стадию метаморфоза и превращались во взрослых лягушек. Впрочем, такие лягушки оказывались не без дефектов, да и выглядели более хилыми по сравнению со своим «родителем» (донором ядра), так что даже в этом случае едва ли можно говорить об абсолютно точном копировании.

Тогда и заговорили о клонировании млекопитающих и человека: если можно клонировать лягушку, почему бы не попробовать то же самое на других объектах. Первый форум, на котором всерьез рассматривалась проблема клонирования животных, был Международный генетический конгресс в Беркли (США) в августе 1973 года, в котором принимал участие один из участников сегодняшней программы (Л. И. Корочкин).

Интересовались этой проблемой и в России: программа «Клонирование млекопитающих» стояла в плане совместной работы двух лабораторий — Л. И. Корочкина и академика Дмитрия Константиновича Беляева. В 1974 году Л. И. Корочкин выступил на сессии ВАСХНИЛ с докладом, в котором преждевременно заключал, что задача получения клона млекопитающих очень сложна, но принципиально разрешима. Начинания лабораторий поначалу неплохо финансировались, но вскоре государство потеряло к ним интерес. Основным выводом, который был сделан на основе полученных результатов, явилось все-таки признание бесперспективности трансплантации ядер при попытках получить клон млекопитающих. Эта операция оказалась слишком травматичной, предпочтительнее было применить метод соматической гибридизации, то есть переноса чужеродного ядра с помощью слияния яйцеклетки с соматической клеткой, ядро которой требовалось «поместить» в яйцеклетку. Именно такой подход использовал впоследствии Ян Вильмут. Кстати, его сотрудник посещал Новосибирский институт цитологии и генетики и беседовал с теми, кто когда-то занимался клонированием.

В 70-е годы американец швейцарского происхождения Карл Иллмензее опубликовал статью, из которой следовало, что ему удалось получить клон из трех мышек. После создания авторитетной комиссии на работе Иллмензее был поставлен крест: ее признали недостоверной. Таким образом, по самой проблеме был нанесен весьма болезненный удар, оказалась под сомнением ее разрешимость. Но спустя некоторое время появилось сообщение о рождении овечки Долли, что вызвало небывалый интерес к этой проблеме. Только тогда мало кто обратил внимание на то, что у Вильмута было не все в порядке: процент выхода рожденных животных оказался ничтожно мал — всего одна овечка из 236 попыток. А что с остальными? Развивались уродами и погибали? И где же, собственно, клон, предполагающий множество копий? Следом за сообщением Вильмута в одном из январских номеров «Science» появилось сообщение д-ра Витторио Сгарамелла из Университета Калабрия (Италия) и д-ра Нортона Зайндера из Рокфеллеровского университета (США), в котором авторы считали, что не представлено убедительных доказательств того, что Долли — продукт клонирования. Кроме всего прочего, оказалось, что три ведущих в данной области лаборатории пытались воспроизвести результаты опытов Вильмута, но безуспешно. Авторы этой статьи указывали и на возможный источник ошибки шотландских эмбриологов. Дело в том, что овца, у которой брали соматические клетки для Долли, была беременна. А известно, что фетальные клетки (клетки зародыша) у некоторых животных могут попасть в систему циркуляции (кровоток). Вильмут признал, что совершенно упустил из виду это обстоятельство, и не исключил возможности такого рода просчета в своих экспериментах. Но недавно точными молекулярно-генетическими исследованиями было доказано, что Долли — клонированная овечка и, следовательно, выдвинутые возражения можно считать снятыми.

Однако многочисленные сообщения вроде того, что в Японии уже получили клон человека или что где-то бродят стада клонированных коров, либо ошибочны, либо это сознательная мистификация. Во всяком случае, в серьезной научной литературе подтверждения подобных сообщений отсутствуют. Что тем не менее не помешало клонированию сделаться расхожей темой, привлекающей внимание не только специалистов, но и широкой публики.

Конечно, получение этой овечки — существенное научное достижение, из которого можно сделать важнейшие заключения о глубине изменения клеточных ядер в процессе дифференциации клеток. Дело в том, что в ходе индивидуального развития организма в ядрах клеток различного типа происходит ряд изменений: одни гены активно работают, другие — инактивируются и молчат. И чем более специализирован организм, чем выше ступенька эволюционной лестницы, на которой он стоит, тем эти изменения глубже и тем труднее обратимы. У некоторых организмов — например, у известного кишечного паразита аскариды — генетический материал в будущих зародышевых клетках остается неизменным в ходе развития, а в других, соматических, клетках из хромосом выбрасываются большие фрагменты ДНК — носителя наследственной информации (в подобных случаях ни о каком клонировании, естественно, не может быть и речи). В красных кровяных шариках (эритроцитах крови) птиц ядра «сморщиваются» в маленький комочек и не «работают», а потому из эритроцитов млекопитающих, стоящих эволюционно выше птиц, вообще выбрасываются за ненадобностью. У плодовой мушки дрозофилы эти процессы? селективное умножение или, наоборот, недостача каких-то участков ДНК, по-разному проявляющиеся в разных тканях, — выражены особенно четко. Уже упоминавшийся Карл Иллмензее выполнил блестящее исследование по трансплантации «зрелых» ядер, выделенных из клеток дрозофилы, в развивающуюся яйцеклетку этого насекомого для того, чтобы выяснить их способность обеспечивать развитие мухи. Оказалось, что в этом случае эмбрионы развиваются только до определенных стадий и с отклонениями от нормы, то есть с появлением уродств. Следовательно, в ходе развития в «зрелых» ядрах дрозофилы происходят необратимые изменения и они теряют способность давать начало целому нормальному организму.

Кроме того, сейчас много говорится еще об одной работе, в которой показано, что в соматических клетках в ходе их развития хромосомы последовательно укорачиваются на своих концах, в зародышевых же клетках специальный белок теломераза достраивает, восстанавливает их, то есть полученные данные опять-таки свидетельствуют о различиях между зародышевыми и соматическими клетками.

Если даже у лягушки — существа менее развитого и, соответственно, с менее четко выраженными ядерными изменениями — и то процент успеха при клонировании, как уже упоминалось, весьма низок, то в случае млекопитающих сложности многократно возрастают. Успех будет зависеть от того, удастся ли среди множества клеток «выхватить» такую очень редко встречаемую, у которой ядро еще не утратило свой потенциал. Либо же решать проблему, как возвратить изменившиеся ядра соматических клеток в исходное состояние.

Не случайно сегодня особый интерес вызывают опыты группы ученых из университета в Гонолулу во главе с Риузо Янагимачи. Авторы сумели усовершенствовать метод Вильмута: они отказались от электрической стимуляции слияния донорской соматической клетки с яйцеклеткой и изобрели такую микропипетку, с помощью которой удалось «безболезненно» трансплантировать ядро. Кроме того, они использовали в качестве донорских ядра клеток, окружающих яйцеклетку. Процент «выхода» рожденных мышат (их извлекали с помощью кесарева сечения) был в разных сериях от 2 до 2,8. Молекулярные исследования, как и в случае с Долли, подтвердили: мышата — продукт клонирования. Таким образом, по крайней мере в некоторых случаях доказана способность ядер соматических клеток обеспечивать нормальное развитие млекопитающих.

Но и эти результаты еще не позволяют всерьез говорить о клонировании, а тем более — о «копировании» человека. Действительно, допустим, что трансплантировали развивающиеся яйцеклетки с чужеродными ядрами нескольким сотням (если не тысячам) приемных матерей (процент выхода-то низкий, и, скорее всего, его не удастся существенно повысить), чтобы получить хотя бы единственную (тут уж не до клона) рожденную живую копию человека. Но что будет с остальными зародышами? Ведь большая часть их погибнет в утробе матери или разовьется в уродов, часть которых, не дай Бог, родится. Конечно, это было бы не только аморально, но и преступно, а потому вполне естественно ожидать принятия закона, запрещающего подобные эксперименты.

Кроме всего прочего, в генетике есть такое понятие, как норма реакции. Это степень вариативности в проявлении признака, контролируемого тем или иным геном. Например, существует ген пегости, от которого зависит пятнистая окраска животного. И этот (один и тот же) ген у разных животных может вызвать как образование, например, отдельных единичных темных пятен на светлом фоне, так и почти полное «потемнение» тела. Степень «потемнения» зависит от влияния многих других генов (каждый из которых имеет свою норму реакции), от воздействия внутренней (которая у разных приемных матерей будет разной) и внешней среды (температура, влажность, содержание кислорода и всяких других веществ в воздухе, уровень радиации и прочее). Спрашивается, велика ли вероятность точного воспроизведения свойств «клонируемого» образца?

Вообще же, если речь идет о млекопитающих, такого рода опыты целесообразно продолжать, но на мышах, крысах и кроликах. Стоить они будут много дешевле, чем, скажем, опыты на коровах, а результат — тот же самый: ответ на принципиальный вопрос о характере изменений ядер в ходе индивидуального развития чрезвычайно важен для становления генетики. Большие же деньги, требуемые для работ по клонированию сельскохозяйственных животных, лучше использовать для поддержки исследований по получению трансгенных животных, содержащих полезную чужеродную информацию (например, коров или коз, способных вместе с молоком продуцировать полезные лекарственные вещества вроде инсулина), генотерапии (лечения путем искусственного введения нормальных генов, исправляющих дефекты в обмене веществ), геному человека, генной инженерии.

Отцом генетики принято считать чешского монаха Грегора Менделя, в тиши монастырского сада открывшего основные законы этой науки более ста тридцати лет тому назад. Но у генетики был и «дед» (а может, правильнее сказать — «прадед»), который жил в далеком IV веке по Р. Х. — Аврелий Августин. И был он не только епископом и одним из самых почитаемых учителей Церкви, но и весьма наблюдательным и очень любопытным человеком... Разводил рыбок и приучал их брать корм в определенном месте аквариума. Заметил, что есть «умные» рыбки, которые быстро обучаются, и «глупые», которые плохо соображают. Но самое интересное наблюдение Августина касалось как раз того явления, которое мы называем наследственностью, — потомки рыбок обучались точно так же, как и их родители: от «умных» получались «умные», от «глупых» — «глупые». Аврелий Августин намного опередил свое время — в науке интерес к наследственности пробудился где-то в XVIII веке, а Мендель родился спустя четырнадцать веков после Августина. Однако и на его законы сначала не обратили внимания — слишком многие привычные, вошедшие в плоть и кровь естествоиспытателей представления они ломали. Лишь когда в начале нашего века Менделя «переоткрыли» Гуго де Фриз, Э. Чермак и К. Корренс, по-настоящему возник «менделизм», возникла генетика. Вскоре американский зоолог и эмбриолог Томас Гент Морган установил, что носители наследственных задатков, гены, «привязаны» к определенным структурам клеточного ядра — хромосомам, и создал тем самым хромосомную теорию наследственности. С тех пор генетики многое узнали, добились фантастических успехов и в теории и на практике, вывели множество пород животных и сортов растений, обнаружили наследственные болезни человека, а иногда, поняв их механизмы, научились лечить; «придумали», наконец, генную инженерию и стали производить такие химеры, которые вызвали беспокойство «зеленых», а то и призывы категорически запретить ученым осуществлять манипуляции над генетическим аппаратом (сейчас, впрочем, существует регламентация для проведения такого рода опытов).

У генетики множество аспектов, имеющих выход в социальную, политическую и этическую сферы. Например, вопрос об использовании достижений этой науки в целях улучшения человеческой «породы». Всерьез задумывались об этом нацистские руководители и преданные им представители биологии в Германии в 30-е годы, усиленно разрабатывавшие расовую теорию. Однако подобные идеи, которым несправедливо присвоили название «евгеника», были чужды мировому генетическому сообществу, воспитанному в гуманистическом и демократическом духе. В действительности и основоположник евгеники Фрэнсис Гальтон, и такие видные генетики, как Н. К. Кольцов, Г. Мёллер, Ю. А. Филипченко, отводили этому разделу генетики совсем другое место и роль? применение генетических знаний для охраны здоровья человека. Наш соотечественник Феодосий Добржанский, которому пришлось бежать от большевиков в Америку и которого называют Дарвином XX века, понимал под евгеникой пропаганду элементарных генетических знаний и проведение медико-генетических консультаций. Он полагал, что носителей генетических дефектов надлежит убеждать, что в их состоянии нет какой-либо вины, греха или позора. Следует также поставить их в известность о возможных последствиях для их потомства. Никто, кроме носителя генетических дефектов, не должен решать вопрос, следует ли ему иметь детей.

В большевистской России власти, не разобравшись в сути дела, объявили евгенику реакционной буржуазной лженаукой и ударились в другую крайность? фактически запретили изучать генетику человека, а заодно и медицинскую генетику, полагая, что все это — производные расизма. А ведь эти направления генетики, столь нужные для сохранения здоровья человека, возникли именно в нашей стране благодаря усилиям таких выдающихся ученых, как С. Н. Давиденков, С. Г. Левит, И. И. Агол, и других. Но воплотить их идеи в жизнь в полной мере не удалось, поскольку партия «заботилась» о науке.

Эта же «забота» существенно задержала развитие такого важного раздела генетики, как генетика поведения. Человека полагалось считать плодом чистого воспитания, с помощью которого можно лепить любую «продукцию» из исходного, абсолютно одинакового, ничем не различающегося человеческого «материала» (именно так трактовалось понятие «равенство»). А генетики утверждали, что многие не только физические, но и психические качества определены генетически и лишь частично поддаются влиянию среды и внешней коррекции. Изучение генетики поведения совершенно необходимо, это позволяет понять механизмы патологических отклонений (в том числе и преступности) в поведении человека, выявить способности к тем или иным видам творческой деятельности. Достаточно вспомнить, сколь жестоко поступали в нашей стране с гомосексуалистами, объявляя их врагами коммунистической морали, продуктами разложения общества, инспирированного агентами мирового империализма. Но оказалось, что случаи гомосексуализма обнаруживаются у представителей самых разных видов животных, даже у насекомых. Более того, американские генетики доказали, что у дрозофилы этот признак наследуется, нашли и локализовали определяющий его ген, который затем выделили и изучили тонкое строение последнего. Недавно в лаборатории известного нейрогенетика Дэна Хамера из Института национального здоровья в Бетезде (США) нашли этот ген и у человека, он локализован в половой Х-хромосоме. Бесспорно, это открытие генетиков социально и юридически значимо. Оно с очевидностью заставит по-новому взглянуть на некоторые формы поведения, которые расценивали как извращение, вызванное порочным воспитанием, или как болезнь. В связи с этим придется также пересмотреть и некоторые общепринятые нормы морального кодекса.

Вполне естественно внимание общественности и к вопросу о том, может ли передаваться по наследству способность к обучению. В лабораторных условиях с помощью генетических методов можно вывести линии «умных» и «глупых» мышей и крыс, быстро или медленно, хорошо или плохо осваивающих тот или иной навык. Неоспоримо доказана наследственная обусловленность этих различий, а в некоторых случаях найдены морфологические или молекулярные их «причины». Впрочем, вовсе не обязательно животное, «умное» в освоении одного какого-либо навыка, окажется столь же проворным при использовании других тестов для обучения. Иными словами, в других обстоятельствах оно может оказаться и «глупым». Речь, следовательно, идет о наследственной предрасположенности к успешному овладению каким-то конкретным навыком, а не о генетически предопределенной гениальности вообще или тупости.

А как быть с человеком? Некоторые генетики, включая нашего выдающегося ученого Н. Дубинина, а также психологи (например, А. Леонтьев) полагали, будто человек настолько отличен от животных, что установленные у последних генетические способы контроля высшей нервной деятельности к нему неприложимы. Словом, человека в генетическом плане как бы делят на две части — первая, общая с животными, связанная с разными, так сказать, телесными признаками (рост, цвет глаз, волос и проч.), и вторая, отличная от животных и не подчиненная законам генетики, но целиком и полностью складывающаяся под влиянием общественной среды. Нет никаких оснований для такого разделения, и законы генетики, присущие всему органическому миру, распространяются на разные стороны жизни человека вплоть до его высшей нервной деятельности.

Известно, что у закоренелых преступников, в особенности убийц, часто встречается характерный ряд отклонений в развитии нервной системы. Прежде всего у них недоразвит мозг, что находит отражение в малом размере головы, низком лбе, маленьких, глубоко посаженных глазах. При этом, как правило, заметно выступает громадная нижняя челюсть. Еще одно специфическое свойство: концентрация нервных окончаний (рецепторов) на единицу площади тела и соответственно болевая чувствительность у них резко снижены по сравнению с нормальными людьми. Не следует поэтому удивляться, что они способны выполнить некоторые действия, которые обычный человек просто не в состоянии произвести над собой, как-то: зашить себе рот нитками, или прибить свое тело гвоздями к стулу, чтобы не выходить на работу, либо отрубить собственную руку, дабы выбрали главарем банды. Им просто не больно! Не этим ли объясняется и особая жестокость при многих убийствах, когда преступник наносит жертве множественные раны? Можно предположить, что крики и муки жертвы вызывают у того своего рода исступленный «исследовательский» интерес: убийца не понимает, что чувствует человек, которого режут ножом, — ведь если резать его, он почти ничего не почувствует! Являются ли эти особенности генетически детерминированными? Трудно представить себе, каким образом общественная среда может повлиять на развитие болевых рецепторов. Кроме того, есть данные, что отмеченные здесь и свойственные преступникам признаки могут коррелировать с присутствием в их геноме лишней половой так называемой Y-хромосомы, что сопровождается повышенной агрессивностью и злобностью индивида. В то же время преступник, если он не страдает психическим заболеванием (шизофрения, эпилепсия, дебильность), отчетливо сознает, что его действия носят противоправный характер. Он, естественно, должен нести ответственность за свои поступки и быть надежно изолирован от общества. Разговоры о перевоспитании уголовников, модные во времена Н. С. Хрущева, лишены оснований, ничего, кроме огромного вреда обществу, они принести не могут. Гуманное отношение к убийцам оборачивается пренебрежением к интересам общества, ибо, когда наши «гуманисты» милуют такого рода нелюдей и в конечном счете способствуют их освобождению, те, как показывает опыт, отнюдь не меняются в лучшую сторону под влиянием проявленного к ним милосердия и, оказавшись на свободе, наверняка лишат жизни еще несколько нормальных людей.

Еще одно существенное в социальном плане проявление психической деятельности человека — это агрессивность, уровень которой связан с организацией определенных отделов головного мозга, генетически контролируемой в ходе развития организма. Эта проблема была проанализирована лауреатом Нобелевской премии Конрадом Лоренцем в его книге «Агрессия». Лоренц привел очень интересные данные социально-психологических исследований, проведенных на индейцах прерий племени юта. Оказалось, что они тяжко страдают от избытка агрессивных побуждений, которые они лишены возможности реализовать в условиях индейской резервации в Северной Америке. Дело в том, что эти индейцы в течение нескольких столетий вели дикую жизнь, складывавшуюся из войн и грабежей. Очевидно, что происходил отбор, усиливавший их агрессивность. Значительные изменения их наследственного «фонда» произошли в относительно короткий промежуток времени. Этому не следует удивляться: при жестком отборе породы домашних животных меняются столь же быстро. В пользу этого предположения говорит и факт, что те индейцы-юта, что воспитывались в других условиях, страдают в не меньшей степени, чем их старшие соплеменники. Кроме того, патологические проявления агрессивности свойственны только индейцам прерий, ибо их племена в наибольшей степени подвергались процессу такого отбора.

Вынужденные постоянно подавлять свою агрессивность, индейцы-юта страдают частыми неврозами, многие из них чувствуют себя больными. Как же избавиться от всего этого? Лоренц полагает, что единственный «целительный» путь — сублимирование агрессивных наклонностей в иной вид деятельности, например, в спорт. Переориентировать агрессию — значит обезвредить ее. И соперничество в спорте открывает как раз тот клапан для накопившейся агрессии, который позволяет ей проявиться не в грубых эгоистических формах, а в более специализированных и коллективных, скорее полезных, чем вредных для общества. Еще два дела, объединяющие людей, которые прежде были разобщены и могли проявлять агрессивные намерения по отношению друг к другу, — наука и искусство. Интересно, что, по мнению Лоренца, процесс подобного сублимирования успешно реализуется в том случае, когда в него равно вовлечены рациональная, эмоциональная и интуитивная стороны человеческой психики в их единстве и взаимодействии.

Общество, несомненно, влияет на индивида. И очень сильно. Оно поддерживает или подавляет его развитие в определенном направлении, однако само это направление, а также способность каждого конкретного человека решать те или иные задачи, добиваться успехов в науке, искусстве, спорте или политике, с той или иной степенью полноты реализовать себя как личность в значительной степени контролируются генетически. Американские генетики провели интересные эксперименты на мышах. Они делили только что появившееся на свет потомство этих животных со сходным набором генов на две группы, одна из них «воспитывалась» в условиях «обогащенной среды» (просторная клетка, множество различных «игровых» элементов — лестниц, коробочек и т. д.), другая — в обедненной среде (тесная клетка, отсутствие каких-либо посторонних предметов). Оказалось, что у животных первой группы способности к обучению были выше и даже толщина коры головного мозга превосходила таковую во второй группе. Конечно, эти различия по наследству не передавались: согласно генетическим законам, приобретенные признаки не наследуются.

Подобным же образом и общество, в зависимости от того, как оно устроено, может подавлять генетически детерминированные качества высшей нервной деятельности или способствовать их развитию, то есть сдвигать норму реакции в ту или иную сторону.

Ныне генетика интересна всем. И не случайно идут разговоры, что в XXI веке неизбежно произойдет смена лидера в естествознании: на место физики встанет генетика. Сложно сказать, будет ли так на самом деле, но одно можно сказать точно: среди биологических дисциплин генетика сохранит свое ведущее положение. Многие думают, что «становой хребет» современной биологии — эволюционное учение. По мнению Л. И. Корочкина, таким «хребтом» может быть только генетика. Действительно, если эволюционное учение вдруг изъять из биологии, изменится ли существенно облик этой науки? Нет, в ней просто будет отсутствовать эволюционное учение. В ней будет пробел, но не катастрофический: почти все отрасли биологии останутся на современном уровне. А если из биологии убрать генетику? Она не просто изменится, она практически вернется на уровень прошлого века. В том числе и эволюционное учение, которое, в общем, ничего не дав генетике как таковой, само в значительной степени строится на генетических постулатах. Сегодня физика и генетика занимают как бы вершинные точки в двух разных, но ключевых направлениях человеческого познания и пользуются повышенным вниманием философов, а в определенных условиях и идеологических кругов.

Вторжение генетики в жизнь общества ощутимо и значимо, что совсем недавно было продемонстрировано в истории с царскими останками. Опыты, проведенные российским генетиком Павлом Ивановым совместно с западными коллегами, а затем другим российским генетиком, Евгением Рогаевым, позволяют утверждать, что это действительно останки царской семьи. В конечном счете, за генетиками было решающее слово в возникшей дискуссии, носившей в основном политический характер.

Так произошло очередное «столкновение» генетики и политики, вот почему власти столь внимательно поглядывают на эту науку, оценивая ее возможности так или иначе вмешиваться в отлаженную уже систему общественной жизни и решая, в какой степени можно позволить или запретить это вмешательство. Хорошо известны значительные финансовые вливания в те отрасли генетики, которые приносят пользу сельскому хозяйству или медицине. Еще лучше известны запретительные меры, принимаемые не только в России, но и во всем мире. У нас в свое время (позорное для страны) запретили генетику в целом, поскольку она стояла костью в горле господствующей идеологии, в Америке хотели запретить генную инженерию, испугавшись, как бы та не создала возбудителей новых страшных заразных болезней, в ряде стран разрабатываются проекты или принимаются решения о запрете экспериментов по клонированию человека, что, по всей вероятности, справедливо.

К сожалению, такие действия порою имеют под собой определенные основания — жестокое обращение ученых с подопытными животными (иногда, кстати, и с больными пациентами). Известны случаи, когда один диссертант-медик дразнил голодную собаку мясом, а затем беспощадно избивал, чтобы вызвать у нее гипертоническую болезнь, другой без наркоза ломал кости кроликам, чтобы изучать их регенерацию. Потому-то есть потребность в разработке определенного кодекса биологической и медицинской этики, который исключал бы проявления неоправданной жестокости при постановке биологических или медицинских экспериментов. Составлять его должны ведущие специалисты в этой области и знающие предмет юристы, иначе появится нечто подобное проекту закона о биоэтике, представленному в Государственную Думу, — среди его составителей никому не известные врачи и юристы да двое православных священников, по-видимому, не очень сведущих в биологии. И это при том, что среди священства есть весьма компетентные в данном отношении люди, как, например, один из самых талантливых в прошлом наших генетиков — отец Александр Борисов. В проекте предлагается практически полностью запретить работы по трансплантации тканей, что поставит под угрозу уничтожения целую важную и эффективно работающую отрасль медицины — трансплантологию. Не проконсультированы со специалистами и части проекта, касающиеся ограничений в области генной инженерии и генотерапии. Спорен вопрос о запрете абортов, если они делаются без медицинских на то показаний. Не случайно представленный в Думу проект был критически воспринят научной общественностью, включая крупнейших специалистов в сфере медицинской генетики — академиков Российской академии медицинских наук В. И. Иванова и Н. П. Бочкова.

Российское естествознание всегда славилось своими генетиками, которые уже в 20–30-е годы занимали ведущее место в мировой науке. Стоит только вспомнить замечательное созвездие ученых, создававших генетику и вместе со своими западными коллегами сформулировавших ее законы. Это Н. К. Кольцов, С. С. Четвериков, Н. П. Дубинин, Б. Л. Астауров, А. С. Серебровский, И. А. Рапопорт, С. М. Гершензон, С. Н. Давиденков и другие. Была выдвинута концепция о тонкой структуре гена, подтвержденная в наше время, открыт эффект положения гена (зависимость его действия от положения в хромосоме), сформулированы основные принципы популяционной и эволюционной генетики, выдвинута модель самовоспроизведения наследственного материала, открыт химический мутагенез (за это открытие И. А. Рапопорт был представлен на Нобелевскую премию, однако партийное руководство заблокировало эту акцию), заложены основы медицинской генетики и генетики человека. Разгром генетики в 1948 году отбросил нашу страну в этой области на много лет назад, однако возрождение ее в конце 50-х — начале 60-х годов произошло в удивительно короткие сроки благодаря сложившимся традициям и героизму российских ученых. Д. К. Беляевым, Л. В. Крушинским, М. Е. Лобашевым, А. А. Прокофьевой-Бельговской были созданы новые генетические школы. Эти школы внесли ощутимый вклад в сокровищницу мировой науки, в особенности в области эволюционной генетики, генетики поведения, тонкого строения наследственного аппарата клеток. В Москве, Новосибирске и Санкт-Петербурге организовали новые, достаточно мощные институты генетического профиля.

И сегодня, несмотря на чудовищные трудности (практически полное отсутствие государственной поддержки, нищенская, в среднем ниже прожиточного минимума, зарплата ученых), российская генетика живет. Еще сохраняются научные коллективы, которые ухитряются работать на мировом уровне и открывать новые законы.

Перечислим лишь некоторые достижения российских генетиков за годы, прошедшие после ее возрождения в нашей стране.

1. Благодаря работам Вячеслава Василенко из Новосибирска, а также Евгения Свердлова и Андрея Мирзабекова были разработаны основные принципы секвенирования ДНК (определения положения нуклеотидов вдоль цепи молекулы ДНК). В последующем их идеи были использованы американцами, получившими за это достижение Нобелевскую премию.

2. С. М. Гершензон открыл процесс обратной транскрипции (синтез ДНК на РНК-матрице), впоследствии это явление переоткрыли и более детально изучили Балтимор и Темин в США, за что и получили Нобелевскую премию. А Гершензону не дали даже Государственную, в последний момент исключив его из списка лауреатов из-за наличия «пятого пункта».

3. Г. П. Георгиевым совместно с В. А. Гвоздевым, Н. А. Чуриковым и другими были открыты так называемые подвижные генетические элементы у дрозофилы, что коренным образом изменило наши представления в области строения генетического материала.

4. В исследованиях Льва Зильбера была сформулирована вирусогенетическая теория рака, развитая в трудах его учеников и оказавшая огромное влияние на всю современную онкологию.

5. Школа Ю. П. Алтухова разработала новые подходы к исследованию эволюции популяций животных, в частности рыб, что послужило основой для рекомендаций практическому рыбоводству, внедряемых не только в нашей стране, но и за рубежом. Совсем недавно Алтухов начал разрабатывать новую оригинальную генетическую теорию старения, его работа сулит интересные и принципиально важные результаты.

6. Выдающийся генетик В. А. Струнников научился управлять полом у насекомых и, пользуясь этим, на основе идей А. С. Серебровского разработал метод борьбы с вредными насекомыми, широко применяемый за рубежом. Он же получил и районировал клоны шелкопряда, приносящие колоссальные прибыли, в частности в Узбекистане. Эти достижения Струнникова нашли применение в Китае и Японии. Наконец, он сформулировал новую концепцию гетерозиса (повышения жизнеспособности и продуктивности), успешно применяемую селекционерами-практиками.

7. Периодичность в так называемой морфогенетической активности клеточных ядер (то есть активности, которая оказывает эффект на процессы формообразования) открыл Александр Нейфах. Его открытие чрезвычайно важно для понимания генетических механизмов контроля индивидуального развития.

8. Работами новосибирских генетиков Игоря Жимулева и Елены Беляевой опровергнуты общепринятые в отечественной и зарубежной науке схемы функциональной организации хромосом и предложена принципиально новая концепция, обоснованная богатейшим фактическим материалом. Зарубежные исследователи были вынуждены признать правоту российских ученых.

9. Выдающийся вклад в развитие генетической теории эволюции внесли Д. К. Беляев, Н. Н. Воронцов, Ю. П. Алтухов, М. Б. Евгеньев, В. Н. Стегний, М. Д. Голубовский. Открыта роль мутаций, влияющих на функционирование нейроэндокринной системы, обнаружен скачкообразный характер эволюционного процесса и описаны системы генов, которые могут быть ответственны за эти события. Именно российские генетики вдохнули новую жизнь в дряхлеющее эволюционное учение!

Широко известны выдающиеся исследования Беляева по одомашниванию лисиц. Он вывел уникальную линию этих животных, которые по своему поведению напоминают собак, да и во внешнем их облике много собачьего — отвислые уши, собачья шерсть, собачий хвост, порою они лают как собаки. Анынче нет денег на их содержание, и не исключено, что линия эта будет потеряна.

10. Ученики М. Е. Лобашева в Санкт-Петербурге внесли существенный вклад в развитие молекулярной генетики (С. Г. Инге-Вечтомов и его школа) и генетики поведения (В. В. Пономаренко, Е. В. Савватеева, Л. З. Кайданов, Н. Г. Лопатина, Н. Н. Камышев и другие). У дрозофилы выделены мутанты, которые характеризуются выдающимися способностями к обучению при нормальной температуре и плохо обучаются при повышенной температуре. Разработаны новые методы анализа генетически детерминированных особенностей поведения дрозофилы и млекопитающих, отселекционированы линии мух с высокой и низкой половой активностью и выявлены молекулярные основы различий между ними. Соответствующие экспериментальные модели, созданные авторами, широко используются не только в нашей стране, но и за рубежом. Их значение для прогресса в области генетики поведения трудно переоценить.

11. В Институте биологии гена РАН. Г. П. Георгиевым, Л. Л. Киселевым и другими выявлены гены, ответственные за процессы метастазирования при заболевании раком.

12. Сотрудники этого же института совместно с Институтом биологии развития РАН, Институтом морфологии человека РАМН и клиникой Склифосовского успешно работают в направлении использования методов генотерапии для лечения неврологических заболеваний, в частности болезни Паркинсона, получены предварительные обнадеживающие результаты.

13. Сотрудником Центра психического здоровья Е. И. Рогаевым совместно с западными коллегами выделен и исследован ген старческого слабоумия, а в Институте неврологии РАМН успешно изучаются молекулярные основы наследственных неврологических заболеваний. Именно в Центре психического здоровья составлена уникальная «Генетическая энциклопедия человека», которой активно пользуются на Западе, в частности в США. А организатор составления этой энциклопедии Виктор Гиндилис, не получавший в России должной поддержки, приглашен на работу в США, где он сейчас и пребывает.

14. Группа новосибирских молекулярных биологов, ведомая Рудольфом Салгаником и Дмитрием Кнорре, научилась получать направленные мутации. Вообще-то искусственный мутагенез известен давно, можно индуцировать изменения генов с помощью радиации или химических воздействий, однако экспериментаторы не знали, какие гены мутируют, то есть процесс носил как бы случайный характер. Новосибирцы разработали метод, позволяющий «стрелять» по выбранной известной мишени и направленно вызывать изменения именно в ней, что имеет прямое отношение к практической работе селекционеров. Один из авторов, Р. И. Салганик, в настоящее время трудится в США, а найдет ли этот метод приложение в нашей стране — неизвестно.

Есть у генетики и талантливые молодые ученые: П. Г. Георгиев, О. Б. Симонова, Е. С. Васецкий, которые за выдающиеся исследования в области генетики удостоены звания лауреатов Европейской премии для молодых ученых.

Этот список можно было бы продолжить. По своему потенциалу мы вполне конкурентоспособны с Западом. Но авторитет науки в России неизменно падает, ученых ни во что не ставят, они едва сводят концы с концами, и Президиум Российской академии наук вынужден думать о создании Фонда материальной помощи членам академии, прозябающим на грани нищеты. Денег на научные исследования не выделяется, отключаются телефон, электричество, отопление — чиновникам не пристало думать о науке. Дошло до того, что нет возможности получить необходимое современное оборудование, которое западные учреждения ДАРЯТ нам, потому что по современным таможенным правилам требуется оплатить 40 процентов его стоимости, а таких денег у институтов, естественно, нет. Так на московской таможне сгнили ценнейшие реактивы, купленные Институтом Джорджа Мейсона для якутских ученых, так по абсурдным причинам пропадают нужные России приборы.

И не случаен массовый отток мозгов на Запад, где понимают, что развитие научной мысли — залог процветания и благополучия общества, где не жалеют средств на поддержку творчески одаренных личностей и создают достойные условия для их жизни и работы. А ведь бегут самые молодые и талантливые, лучшие из лучших, и богатейший российский генофонд, столь щедрый на гениев, вновь, как и после Октябрьского переворота, уплывает за пределы России.

Вопросы для дискуссии:

• Что такое клонирование?

• Является ли клон точной копией оригинала?

• Связь между клонированием и трансплантологией. Произведет ли клонирование переворот в трансплантологии?

• Можно ли использовать для трансплантаций материал от ранних клонированных эмбрионов? Существуют ли при этом какие-либо опасности для реципиента?

• Что такое стволовые клетки и почему они могут заменить материал от клонированных эмбрионов?

• Почему некоторые ученые так настаивают на необходимости использования материала от клонированных эмбрионов для трансплантации? Чем это лучше по сравнению с обычной эмбриональной тканью? Или со стволовыми клетками, взятыми у взрослых?

• Представляет ли клонирование человека какую-либо опасность для человечества?

• Вклад российских ученых в разработку методов клонирования.

• Этические, социальные и политические аспекты клонирования.

• Правильно ли поступила Государственная Дума, введя мораторий на опыты по клонированию человека?

• Правомочно ли запрещение экспериментальных манипуляций с ранними эмбрионами человека?

• Можно ли как-то использовать клонирование в медицине и в животноводстве?

• Что такое трансгенные животные, какая от них польза?

• История генетики. Современное состояние генетики в России.

Библиография

Александрова М. А. Биологические основы нейротрансплантации//Онтогенез. 2001. Т. 32. № 2.

Александрова М. А. и др. Поведение и дифференцировка нейрональных стволовых клеток in vivo//Известия АН. Серия биологическая. 2001. № 6.

Глазко В. И., Дунин И. М., Глазко Г. В., Калашникова Л. А. Введение в ДНК-технологии. М.: Минсельхоз, 2001.

Ермакова И. В., Кузнецова Г. Д. и др. Использование нейротрансплантации для подавления судорожной активности у крыс с генетической эпилепсией//Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2000. № 9.

Конюхов Б. В. Клонирование позвоночных: успехи и проблемы//Генетика. Том 33. 1997. № 12.

Корочкин Л. И. В лабиринтах генетики//Новый Мир. 1999. № 4.

Корочкин Л. И. Введение в генетику развития. М.: Наука, 1999.

Корочкин Л. И. Клонирование животных//Химия и жизнь. 2001. № 12.

Отеллин В. А. Морфологические основы клинической нейротрансплан-тологии//Морфология. 1999. Т. 115. № 3.

Полежаев Л. В., Александрова М. А. Трансплантация ткани мозга в норме и патологии. М.: Наука, 1986.

Чайлахян Л. М., Вепринцев Б. Н. и др. Электростимулируемое слияние клеток в клеточной инженерии//Биофизика. Т. XXXII. Вып. 5.

Human embryo cloning reported//Science. 1993. V. 262.

Janish R., Wilmut I. DON’T CLONE HUMANS!//Science. 2001. V. 291.

Lovell-Badge R. The future for stem cell//Nature. 2001. Vol. 414.

Wakayama Т., Perry A., Zuccotti M., Johnson K., Yanagimachi R. Full-term development of mice from enucleated oocytes injected with cumukus cell nuclei//Science. 1998. V. 394.

Тема № 74

Эфир 18.02.2002

Хронометраж 1:12:00

www.ntv.ru

Сайт управляется системой uCoz