"Клонирование: правда и вымысел" - читать интересную книгу автора (Дягтерев Николай)

Естественные и неестественные мутации

Создатель первого клонированного животного доктор Вилмут считает, что, «весьма возможно, Долли проживет нормальную жизнь, ничем не отличающуюся от жизни других овец». Правда, если судить по состоянию хромосом, возраст Долли на шесть лет превышает реальный, то есть вместе с информацией о генетическом строении она получила и специальный «пакет данных», где хранится информация о возрасте. Это тот биологический возраст, который соответствует возрасту овцы, предоставившей клетку своего вымени. Ученые давно уже знают, что чем короче так называемые теломеры, тем старше животное или человек. С возрастом длина теломер сокращается – это соответствует началу процесса старения. Так что теломеры Долли точно отвечают возрасту овцы-матрицы. И этот факт вызывал особое беспокойство: укорочение теломер автоматически приводит к уязвимости клеток на генетическом уровне, к мутациям и раку. Но спустя несколько лет после эксперимента страсти немного улеглись, хотя до сих пор звучат встревоженные голоса.

Что касается высокой смертности среди клонированных зародышей (например, Долли была единственной удачной попыткой из двухсот двадцати семи эмбрионов), то, по мнению исследователя Рудольфа Яниша из Массачусетса, она вызвана тем, что зародыши не в состоянии правильно прочесть свой генетический код. Профессор Яниш отслеживал развитие клонированных мышей. Известно, что геном мыши и человека состоит примерно из равного количества звеньев (тридцати тысяч генов). Одни гены в процессе создания эмбриона включены, другие – выключены. Это нормально и для клонированных, и для неклонированных животных. Наблюдение шести генов, которые должны быть включенными у любого живого существа, показали, что у клонированных мышей не все они были включены.

Но гораздо хуже, что могут рождаться внешне нормальные животные с генетически запрограммированным разрушением мозга или болезнями иммунной системы, которые проявятся через много лет. Японские специалисты из токийского Национального института инфекционных заболеваний подтверждают: клонированные животные долго не живут и отличаются пониженной способностью бороться с болезнями. Японцы брали для опытов двенадцать клонированных мышей и столько же – рожденных естественным путем. По их наблюдениям, клоны начали умирать через триста одиннадцать дней жизни. За это же время умерла только одна «нормальная» мышь. Такие показатели связаны, по мнению японцев, с тем, что иммунная система не могла бороться с инфекциями и производить достаточное количество нужных антител. Большая часть клонов скончалась от острого воспаления легких и болезней печени.

Итак, сейчас постоянно звучат испуганные голоса, что клонирование даст множество неестественных мутаций. В связи с этим возникает вопрос: а какие мутации считать естественными? Ведь любое новое качество, которое появляется у животных или растений, – это результат нового соединения в старом генетическом аппарате, следовательно – это мутация. Все внутривидовые изменения – это тоже мутации. Когда-то предки зебры были с длинными шеями и без полосок. Но зебре с длинной шеей нелегко бегать, а без полосок среди саванной растительности трудно прятаться. За долгое время шея животного укоротилась, а тело стало полосатым, то есть закрепились новые признаки, произошла мутация. До сих пор непонятно, как происходит процесс внедрения новых качеств. По одной версии (дарвиновская теория эволюции), от момента появления первых изменений до полного усовершенствования качеств проходят миллионы лет. По другой теории, зарождение и внедрение новых признаков идет скачкообразно. Какие-то мутации приживаются и становятся отличительной видовой чертой, а какие-то не находят у генов поощрения. Например, у какой-то крокодилихи мог бы родиться мутировавший детеныш с крыльями, но этот признак не смог бы закрепиться, поскольку среда обитания рептилий не предполагает умения летать – им это просто не нужно. По большому счету, естественными являются даже мутации, полученные в результате экстремальных воздействий. Неестественным может быть способ появления мутации, но не она сама. Дегенерация клеток и появление злокачественных опухолей после радиационного поражения – тоже мутация, только не видовая, а мутация клеток организма. Неестественна причина, вызвавшая искажение клеточной ДНК, но сама мутация вполне естественна: это ответ клеток на лучевое воздействие. Не будет неестественной и мутация у потомков людей, получивших дозу радиации. Это естественная перестройка ДНК, правда дегенеративная. Не все мутации ведут к улучшению вида, хотя, еще раз повторюсь, они происходят по вполне естественным причинам.

Нельзя считать одни мутации (которые помогают нам стать лучше и умнее) естественными, а другие (которые не способствуют уму и здоровью) неестественными. Селекционеры на протяжении веков используют способность растений и животных создавать мутации для выведения новых пород. Например, именно мутации позволили вывести породу свиней, дающую большее количество мяса; именно мутации помогли в создании коров, дающих больше молока; именно мутации привели к появлению морозоустойчивой пшеницы и прочих полезных злаков.

В результате мутаций (при умелом отборе растений) были созданы так называемые сельскохозяйственные и садовые культурные растения. Но почему-то эти мутации принято считать естественными! Хотя, если следовать логике, использование в разведении кошек и собак инбридинга (близкородственного скрещивания) никак не назовешь естественным. Ведь при таком скрещивании выводят потомство от братьев и сестер, сыновей и матерей, отцов и дочерей. У человека подобные отношения в семье называются инцестом и преследуются законом. Вот почему я хочу, чтобы вы поняли: в биологии неприменима моральная оценка мутаций. Все мутации естественные. А вот уж влияние этих мутаций на потомство может быть негативным или позитивным. Причем нередко при ближайшем рассмотрении трудно понять, какая произошла мутация – полезная или вредная. Наверное, если бы тысячи веков назад не произошла случайная перестановка генетических блоков в геноме древнего человека, мы до сих пор бегали бы по джунглям с каменным топором. Именно мутации мы обязаны развитием нашего мозга.

В науке существует понятие кроссинговера, точко-вой мутации, инверсии. Вот, собственно, пути для мутации генов.

Первый путь – наиболее стандартный. Это обычное перемешивание отцовских и материнских генов при образовании эмбриона. Отцовские и материнские гены имеют единицы наследственности, доставшиеся им от самых древних предков, и более молодые – например, полученные от прадедушки, который, в свою очередь, получил их от одного из своих предков или у которого в результате ошибки копирования случайно образовалось уникальное сочетание букв нуклеотидного алфавита. Так что в каждом из нас живут гены древние и гены молодые, и все время, при каждом образовании новой жизни, эти гены тасуются и тасуются.

Другой путь – точковая мутация – объясняется самим названием. Это ошибка репликации, сродни опечатке. Например, в книге вместо «луг» напечатано «лук». Изменился смысл? Конечно. Так и при точковой мутации «неправильная буква» нередко полностью меняет значение всей инструкции. В одних случаях это идет на пользу эволюции, в других – во вред.

Кроме такого типа ошибок есть еще инверсия, то есть перестановка целой группы знаков. Иногда часть хромосомы при копировании поворачивается наоборот или просто перемещается в другое место, вклинивается в уже записанную инструкцию для сборки. Оказавшись в новом месте, такой участок сцепляется с соседними генами, и образуются новые качества: квадратный помидор (реальное изобретение генетиков Израиля) или морозостойкий виноград (достижение мичуринцев). Эти новые качества можно получить случайно (ген сам по себе встал не на свое место) или искусственно, методом переноса участка хромосомы в нужное место. Каким бы способом ни было достигнуто это изменение, процесс образования нового растения или животного происходит вполне естественным путем.

В биоинженерии как раз и идет работа с мутацией в результате перестановки или введения чужеродных генов. Нет ничего страшного в «тонких операциях» на уровне клетки и ДНК. На самом деле селекционеры работают со своим материалом «лопатой», а генетики – биологическими орудиями труда, в основном вирусами.