Ген. Очень личная история

Вопреки замечанию Менелая, порода родителей наших в нас все же погибла – прихватив с собой, к счастью, все их причуды и пороки. Нам следует скорее радоваться такому положению дел, чем сожалеть о нем. Геномы и эпигеномы существуют, чтобы записывать и передавать между клетками и поколениями сходство, наследие, память и историю. Мутации, перегруппировки генов и стирание воспоминаний уравновешивают эти силы, порождая непохожесть, разнообразие, уродство, гениальность, переосмысление – и блестящую возможность начинать всё по-новому, поколение за поколением.

Вполне возможно, что взаимодействие генов и эпигенов координирует эмбриогенез человека. Давайте еще раз вернемся к проблеме Моргана – созданию многоклеточного организма из одноклеточного эмбриона. Через секунды после оплодотворения в эмбрионе начинается суета. Белки проникают в ядро клетки и принимаются щелкать генетическими включателями и выключателями. Дремлющий космический корабль оживает. Гены подавляются и активируются, а эти гены, в свою очередь, кодируют белки, активирующие и подавляющие другие гены. Клетка делится, образуя две, затем четыре, затем восемь клеток. Формируется целый клеточный слой, затем клетки расходятся, образуя шар с полостью внутри. Табло «В работе» зажигается над генами, координирующими метаболизм, подвижность, судьбу и идентичность клеток. Двигатели прогреваются. В коридорах мигают лампочки. Потрескивают динамики оживающей селекторной связи.

Теперь благодаря трудам главных регуляторных белков добавляется второй слой информации, который дает каждой клетке возможность обрести и зафиксировать свою идентичность. Химические метки избирательно присоединяются к одним генам и снимаются с других, преобразуя профиль экспрессии в отдельной клетке. Метильные группы нашиваются на ДНК и удаляются, гистоны модифицируются.

Эмбрион развертывается шаг за шагом. Оформляются первичные сегменты, и клетки занимают свои места в разных частях эмбриона. Активируются новые гены, которые командуют программами роста конечностей и органов, и на геномы отдельных клеток навешивается еще больше химических меток. Прибавляются клетки, которые формируют органы и структуры – передние конечности, задние конечности, мышцы, почки, кости, глаза. Часть клеток выкашивается программируемой смертью. Включаются гены поддержания всевозможных функций и метаболизма, а с ними и гены ремонтных работ. Из клетки появляется организм.

Но пусть вас не убаюкивает это описание. Не поддавайтесь, дорогие читатели, соблазну подумать: «Боже, какой сложный рецепт!» – и успокоиться железобетонным выводом, что никому не удастся эту систему понять, взломать и тем более научиться целенаправленно манипулировать ею.

Когда ученые недооценивают степень сложности, они становятся жертвами опасных незапланированных последствий. Назидательные примеры таких научных фиаско широко известны: чужеземные животные, завезенные, чтобы контролировать вредителей, сами становились вредителями; высокие дымовые трубы, призванные уменьшить загрязнение городов, выбрасывали твердые частицы высоко в воздух и лишь усугубляли проблему; стимуляция кроветворения, задуманная для предотвращения сердечных приступов, сгущала кровь и повышала риск тромбозов.

Но когда не-ученые переоценивают степень сложности – «никому не под силу взломать такой код», – они попадают в ловушку неожиданных последствий. В начале 1950-х часть биологов разделяла представление о том, что генетический код окажется столь зависимым от контекста – так сильно определяемым конкретной клеткой конкретного организма и так ужасно запутанным, – что расшифровать его будет невозможно. Истина, как выяснилось, была диаметрально противоположной: код несет всего одна молекула, и этот код един для всего биологического мира. Если мы знаем код, то можем намеренно изменять ДНК в разных организмах, вплоть до людей. Подобным образом в 1960-х многие сомневались, что технологии молекулярного клонирования позволят с легкостью переносить гены между разными видами. К 1980-м производство белка млекопитающих в бактериальных клетках или бактериального белка в клетках млекопитающих было уже не просто осуществимым, а, как сказал Берг, «до смешного простым». Виды оказались «лишь видимостью». «Быть естественным» часто означало «просто позу».