Ген. Очень личная история

Установив эти элементы, биологи смогут перейти ко второй задаче – выяснению, как они комбинируются во времени и пространстве, выстраивая человеческие эмбриологию и физиологию, придавая уникальное назначение анатомическим структурам и формируя уникальные черты организма[1181]. В нашем понимании генома людей есть один уничижительный факт: мы удивительно мало знаем именно о человеческом геноме. Мы выводим огромную долю знаний о наших генах и их функциях из информации о подобных генах дрожжей, червей, мух и мышей. Как писал Дэвид Ботштейн, «очень мало человеческих генов[1182] было изучено напрямую». Задача новой геномики отчасти будет заключаться в преодолении разрыва между мышами и людьми – в выяснении, как человеческие гены работают в условиях человеческого организма.

Медицинской генетике этот проект обещает несколько особенно важных приобретений. Функциональное описание генома человека позволит биологам открыть новые механизмы заболеваний. Новые геномные элементы удастся связать с комплексными патологиями, и эти связи помогут установить первопричины болезней. Мы до сих пор не знаем, например, как комбинации генетической информации, поведенческих факторов и случайных событий вызывают ожирение, гипертоническую болезнь, сердечные патологии, рак, шизофрению или депрессию. Первым шагом к вскрытию механизмов возникновения этих состояний будет как раз обнаружение связанных с ними функциональных элементов генома.

Уяснение таких связей проявит и прогностическую силу генома. В авторитетном обзоре, вышедшем в 2011 году[1183], психолог Эрик Туркхаймер писал: «Столетие семейных исследований близнецов, сиблингов, родителей, приемных детей и целых родословных позволило без тени сомнения утверждать, что гены играют решающую роль в объяснении всех человеческих различий, от медицинских до обычных, от биологических до поведенческих». Но, несмотря на прочность этих связей, картировать то, что Туркхаймер назвал генетическим миром, и восстанавливать механизмы его влияния оказалось сложнее ожидаемого. До последнего времени мы могли достоверно предсказывать будущие заболевания только по высокопенетрантным генетическим изменениям, определяющим самые тяжелые фенотипы. Труднее всего поддавались расшифровке комбинации генетических вариантов. Было невозможно установить, какой исход (фенотип) предопределит то или иное сочетание аллелей (генотип), особенно если этот исход зависит от множества генов.

Но скоро это препятствие может разрушиться. Давайте проведем мысленный эксперимент, который на первый взгляд покажется слишком уж нереалистичным. Предположим, что мы могли бы секвенировать геномы 100 тысяч детей проспективно – то есть пока мы ничего не знаем о будущем этих детей, об исходах – и создать базу данных со всеми вариациями и комбинациями функциональных элементов каждого генома (100 тысяч – число условное, эксперимент можно расширить на любое количество детей). А теперь представим, что мы создаем «карту судьбы» этой детской когорты: выявляем и вносим в параллельную базу данных каждое возникающее у них в будущем заболевание, каждое физиологическое отклонение. Мы можем назвать эту карту человеческим феномом – совокупностью всех фенотипов (черт, свойств, поведенческих особенностей) индивида. Допустим, что у нас есть вычислительный механизм, извлекающий информацию из парных карт – генов и судеб – с целью выяснения, как одно может предсказывать другое. Несмотря на остаточную, пусть даже серьезную неопределенность, сопоставление 100 тысяч человеческих геномов с таким же количеством человеческих феномов дало бы нам экстраординарный набор данных. Это положило бы начало описанию природы судьбы, закодированной в наших геномах.

Замечательным свойством такой карты судьбы была бы ее свобода от ограничений рамками патологии: мы могли бы делать ее настолько обширной, глубокой и подробной, насколько хотели бы. В нее можно было бы включать низкий вес при рождении, неспособность к обучению в дошкольном учреждении, подростковые буйства и увлечения, импульсивный брак, каминг-аут[1184], бесплодие, кризис среднего возраста, склонность к зависимостям, преждевременное облысение, катаракту в левом глазу, депрессию, инфаркт, раннюю смерть от рака груди или яичников. Подобного рода эксперимент ранее был немыслим. Но совокупная мощь технологий секвенирования ДНК, обработки и хранения данных сделала его возможным в будущем. Это было бы такое же гигантское близнецовое исследование, только без реальных близнецов: миллионы виртуальных генетических близнецов создавала бы программа, сопоставляя геномы во времени и пространстве друг с другом, а затем и с жизненными событиями.