Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности

Одно из возможных и весьма привлекательных объяснений заключается в том, что по мере того как клетки становятся все более специфическими, они перестраивают свой генетический материал и, вероятно, утрачивают гены, в которых больше не нуждаются. Печень принадлежит к числу жизненно важных и чрезвычайно сложных органов. На вэб-сайте фонда British Liver Trust[3] говорится, что печень выполняет в организме свыше 500 функций, включая участие в переработке пищи, усвоенной кишечником, нейтрализации токсинов и выработке ферментов, выполняющих в нашем организме самый широкий спектр задач. Однако чем печень не занимается никогда и ни при каких условиях — это перенос по организму кислорода. Эта обязанность возложена на красные кровяные тельца, которые до отказа заполнены особым белком, гемоглобином. Гемоглобин захватывает кислород в тканях, где того в избытке, например в легких, а затем освобождается от него, когда красные кровяные тельца достигают тканей, нуждающихся в этом важнейшем химическом элементе, таких как, скажем, крошечные кровяные сосуды в кончиках наших пальцев ног. Печень никогда не возьмет на себя эту функцию, так как, возможно, она просто «избавилась» от гена гемоглобина, который никогда так и не использовала?

Такое объяснение представляется вполне разумным — клетки попросту утрачивают генетический материал, который им в будущем не пригодится. В процессе дифференциации клетки могут отбросить сотни генов, в которых они больше не нуждаются. Возможен, конечно, и несколько менее кардинальный способ решения этой проблемы — может быть, клетки всего лишь отключают те гены, которыми не пользуются. И, возможно, они проделывают это настолько эффективно, что эти гены уже никогда не смогут снова активироваться в той же клетке, то есть гены оказываются необратимо подавленными. В ключевом эксперименте, исследовавшем эти две в равной степени допустимые гипотезы — утрату генов или их необратимую репрессию, — приняли участие мерзкая жаба и прекрасный человек.

Запустить биологические часы вспять

Этой работе дали начало эксперименты, проведенные Джоном Гердоном многие десятилетия назад в Англии, сначала в Оксфорде, а затем в Кембридже. В настоящее время профессор сэр Джон Гердон по-прежнему работает в своей кембриджской лаборатории, превратившейся теперь в роскошное, оснащенное самым современным оборудованием здание и носящей его имя. Это совершенно очаровательный, скромный и выдающийся человек, который и через сорок лет после своего сенсационного открытия продолжает публиковать результаты проводимых им исследований в области, основателем которой, по сути, он и является.

Даже своей внешностью Джон Гердон производит самое неизгладимое впечатление, резко выделяясь на фоне всех обитателей Кембриджа. Разменявший восьмой десяток, это высокий и худощавый мужчина с зачесанной назад роскошной гривой седых волос. Он похож на собирательный образ старого английского джентльмена, какими их изображают в американских фильмах, и в этом нет ничего удивительного, учитывая, что получать образование он начинал в Итоне. Рассказывают, что Джон Гердон все еще трепетно хранит характеристику, данную ему в ту пору его школьным учителем биологии, в которой говорится: «Если не ошибаюсь, Гердон собирается заниматься наукой. В свете его нынешней успеваемости эти идеи представляются смехотворными»[4]. Такое мнение его учитель высказал на основании нежелания юноши бездумно вызубривать несвязанные между собой факты. Но, как мы убедимся чуть позже, для такого выдающегося ученого, каким стал Джон Гердон, память куда менее важна, нежели воображение.

В 1937 году венгерский биохимик Альберт Сент-Дьёрдьи получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за научные достижения, в число которых входило и открытие им витамина С. Одной фразой, имеющей несколько слегка различающихся переводов, которые, впрочем, не искажают ее смысла, он так описал процесс открытия: «Видеть то, что видят другие, но думать так, как никто раньше не думал»[5]. И эти слова, пожалуй, лучше любых других характеризуют то, чем занимаются настоящие ученые. А Джон Гердон с полным правом принадлежит к их числу и вполне может последовать по стопам Сент-Дьердьи к нобелевскому Олимпу.

В 2009 году он стал лауреатом Ласкеровской премии, которая соотносится с Нобелевской премией практически так же, как «Золотой Глобус» с «Оскаром» в кинематографе. Работы Джона Гердона настолько потрясающи, что, когда знакомишься впервые с изложенным в них материалом, он кажется таким очевидным, что поражаешься, как это раньше никто до такого не додумался. Вопросы, которые он ставит, и манера, в которой он дает на них ответы, обладают такой восхитительной научной простотой и изысканностью, что представляются не требующими никаких дополнительных доказательств.