Генетика на завтрак. Научные лайфхаки для повседневной жизни

Якоб и Мария, две влюбленные личинки рыбки данио-рерио, плывут по течению. Оба полностью прозрачные и всего лишь несколько миллиметров в длину. Якоб собирает букет водорослей для своей возлюбленной. С сияющими глазами Мария восклицает: «О боже, Якоб, это же мои любимые водоросли! Ты умеешь читать мысли?» В своем гормональном безумии Мария забыла, что оба они — личинки рыбки данио-рерио, излюбленные подопытные животные, у которых можно наблюдать работу мозга. Данио-рерио знакомы всем по стандартному набору начинающего любителя аквариумов. Животные выглядят довольно неприметно и, кажется, ведут себя скучно большую часть времени. И только опытный биолог сразу разглядит потенциал этих рыбок — они как Чак Норрис пресных вод. Если отщипнуть у них хвостовой плавник, новый сформируется всего за две недели. Кости, кожа, кровеносные сосуды и нервы — все вырастет там, где и должно быть. Потрясающая способность к регенерации! Быть может, именно по этой причине пластические операции не особо популярны среди рыбок данио-рерио — много денег, боли, а через две недели нос опять такой же кривой, как и прежде. Можно удалить 20 % сердечной камеры рыбки, не сильно ее потревожив. Спустя короткий промежуток времени ткань снова вырастет, практически не образовав рубцов. Для регенерации рыбка активирует клетки сердечной мышцы, которые начнут делиться и заменят отсутствующую часть сердца. Людям было бы особенно полезно овладеть этим трюком, поскольку сердечно-сосудистые заболевания являются у нас причиной смерти номер один. В процессе развития наше сердце также обладает высокой регенеративной способностью, которая в значительной степени утрачивается в течение жизни. Возможно, мы научимся у данио-рерио сохранять эту способность.

Если люди научатся лечить парализованных людей, в этом будет заслуга и рыбок данио-рерио.

Нервная система рыбок данио-рерио также обладает большей способностью к регенерации, чем наша. Но все же, если ее перерезать, это будет уже чересчур. В их спинном мозге находится большое количество нейронов, которые действительно вырастают заново. Но кое-что восстановить не удается, например нервную проводимость, которая отвечает за рефлекс бегства. К сожалению, что у рыбок данио-рерио исключение, то у людей является правилом. Через спинной мозг наш головной мозг сообщает мышцам, что они должны делать. Пережив травму спинного мозга, например, по причине тяжелого несчастного случая или неудачной операции, можно на всю жизнь остаться в инвалидном кресле. Мы пока не умеем сращивать разорванный спинной мозг пациентов. Но может статься, что мы научимся этому у рыбок данио-рерио. И вновь прозрачные личинки окажутся нам полезными. Ведь у них можно наблюдать, как работают живые нервные клетки.

Благодаря этому различные вещества можно проверить на способность стимулировать рост нервов. У рыбок, таким образом, уже нашли способы регенерировать непослушные нервы. При этом разрывы нервных волокон постепенно зарастают, и даже упрямый рефлекс бегства снова работает безупречно.

Если мы сумеем заставить парализованных людей вновь начать ходить, в научных статьях обязательно упомянут тот вклад, который внесли рыбки данио-рерио.

Последний известный случай, когда исцеление парализованного человека якобы имело место быть, был описан в Евангелии от Луки 5:17–26. Но это было давным-давно, да и опытную величину n=1 вряд ли стоит упоминать. Кроме того, рыбки данио-рерио не сыграли тогда никакой роли.

У рыбок данио-рерио хорошее сердце и сильные нервы. Но это еще не объясняет, откуда Якоб узнал, какие водоросли обожает Мария. Представьте себе, что другие люди могли бы видеть, о чем вы думаете. Например, ваша подруга в тот момент, когда спрашивает вас, не набрала ли она лишний вес. Или ваш трехлетний двоюродный брат, желающий узнать, понравился ли вам рисунок, на котором он запечатлел вашу персону. Положа руку на сердце, признайтесь, насколько серьезно вы вляпаетесь? К счастью, наша голова не прозрачная. И даже если бы это было так, мы бы не смогли увидеть, что прямо сейчас творят клетки мозга. Личинке данио-рерио подобная роскошь недоступна. С такой прозрачной головой ее мозг могут увидеть все, а в 2013 году японским ученым даже удалось визуализировать ее мысли [43]. Так что не сообщайте личинке данио-рерио пин-код от вашей банковской карты! Со своими 100 000 клеток мозга она в любом случае его не запомнит.

Когда нейроны выстреливают, в их мембранах открываются кальциевые каналы, заставляя кальций проникать в клетки. Японские исследователи изменили гены рыбки таким образом, что в особой области мозга — оптическом тектуме — подавался световой сигнал, как только кальций поступал в клетки мозга.