ДНК. История генетической революции

Благодаря грызунам мы получили некоторое представление о механизмах того, что применительно к людям называем любовью. У грызунов этот феномен называется менее романтично – «образование пар». В Северной Америке распространены мышевидные полевки. Несмотря на то что они выглядят почти одинаково, разные виды ведут разный образ жизни. Прерийные полевки моногамны, они образуют пары на всю жизнь; однако их близкие родичи, горные полевки, полигамны: самец спаривается, а затем покидает самку, и в течение всей жизни самка обычно приносит приплод от разных самцов. Какие различия могут лежать в основе таких несхожих половых стратегий? Отчасти это объясняется гормонами. У всех млекопитающих окситоцин задействован во многих аспектах материнства: онстимулирует как схватки во время родов, так и лактацию; он также играет определенную роль в налаживании связи между матерью и потомством. Может ли тот же самый гормон порождать еще один вид связи – долговременные отношения между парой прерийных полевок? Как оказалось, может! Данный механизм кроме окситоцина регулирует гормон вазопрессин, который в основном контролирует процесс синтеза мочи. Вопрос состоит в том, почему же горная полевка, которая также производит оба этих гормона, является такой «ветреной зверушкой» по сравнению со своими прерийными родичами? Оказывается, причина заключается в рецепторах гормонов – молекулах, которые связываются с циркулирующими гормонами, инициируя ответ клетки на гормональный сигнал.

Достаточно одного гена. Вверху – нормальная мышь, которая усердно заботится о детенышах. Внизу – мышь с нерабочим геном fosB, которая игнорирует своих новорожденных мышат

Том Инсел, психиатр из Университета Эмори, внимательно изучив рецептор вазопрессина, обнаружил существенное различие между видами полевок, но не в самом гене рецептора, а в соседнем участке ДНК, который определяет, когда и где этот ген будет активироваться. Оказалось, что у прерийных и горных полевок очень сильно различается распределение рецепторов вазопрессина в головном мозге. Но разве одно это различие в регулировании генов объясняет, почему один вид, с точки зрения человека, является любвеобильным, а другой бесцерепонно бросает своих партнерш после спаривания? По-видимому, да. Том Инсел и его коллега Ларри Янг ввели обычной лабораторной мыши (склонной к промискуитету, как и горная полевка) ген вазопрессина прерийной полевки вместе с соседним регуляторным участком. Хотя трансгенные мыши не сразу превратились в романтичных и верных супругов, Том Инсел и Ларри Янг отметили заметное изменение в их поведении. Вместо того чтобы, как обычно, бесцеремонно бросить самку после спаривания, трансгенный самец демонстрировал нежную заботу о ней. Короче говоря, добавление гена хоть и не стало гарантией вечной «мышиной любви», но все же улучшило «моральный облик» мыши.

Две прерийные полевки, недавно нашедшие друг друга, с интересом рассматривают последовательность ДНК, которая кодирует их связь

Мы должны помнить о том, что человеческий мозг устроен гораздо сложнее, чем мозг мыши. Ни один грызун, хоть из прерий или с гор, еще не создал крупного произведения искусства. Тем не менее стоит иметь в виду самый отрезвляющий вывод проекта «Геном человека»: человеческий и мышиный геномы поразительно схожи. Базовая генетическая прошивка, управляющая как мышами, так и людьми, не сильно изменилась за 75 миллионов лет эволюции, с тех пор как наши пути развития разошлись.

Учитывая невозможность выделить у человека конкретные гены для инактивации или улучшения нашей природы, как это можно делать при генетических опытах на мышах, специалистам по генетике человека остается полагаться на своего рода естественные эксперименты – спонтанные генетические изменения, которые влияют на функционирование мозга. Многие из наиболее выраженных генетических нарушений влияют на умственные способности. Синдром Дауна, связанный с наличием лишней 21-й хромосомы, обусловливает, с одной стороны, более низкий коэффициент интеллекта, а с другой – неизменно благостное настроение. Людис синдромом Вильямса, вызванного утратой небольшой части 7-й хромосомы, также имеют низкий коэффициент интеллекта, но часто обладают выдающимися музыкальными способностями.

Во всех этих случаях психические аспекты конкретного расстройства являются побочными эффектами системной дисфункции. Таким образом, они могут поведать самый минимум о генетической подоплеке поведения. Это все равно, что обнаружить неожиданную для себя вещь: оказывается, компьютер не работает при отключенном питании. Хорошо, что теперь мы знаем, что для работы компьютера необходимо электричество, однако из факта того, что компьютер не работает, мы мало что узнаем о специфических функциях компьютера. Чтобы понять генетику поведения, нам нужно исследовать нарушения, непосредственно влияющие на умственные способности.