Гены и судьбы

Что ж, открытия в науке иногда случаются и неожиданно, без особой для этого подготовки и специально созданных условий, только за счет гениального взлета мысли. К сожалению, такие открытия, как правило, признаются не сразу. То же самое верно и относительно появления новых научных направлений.

Что касается составления карт хромосом человека, то здесь все произошло иначе. Статья Р. Донахью и других ученых, в том числе Маккьюсика, о локализации группы Даффи в первой хромосоме появилась в период (1968 г.), когда методические условия для изучения сцепления и генетического картирования хромосом человека уже созрели. Различных родословных или генетического материала было уже достаточно для этих целей. В данном случае генеалогический метод эквивалентен экспериментальному анализу потомства при скрещивании. Для составления генетических карт человека необходимо «нагрузить» родословные генами, которые оказались бы в семьях в двух- и более аллельных (альтернативных) формах. Прогресс в области изучения иммунологического разнообразия (группы крови по эритроцитам, лейкоцитам), биохимическому разнообразию (сыворотки крови, белки и ферменты эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов) давал возможность определять несколько десятков разных вариантов генов в одной семье. Следовательно, вероятность обнаружения двух и более генов, локализованных в одной и той же хромосоме, значительно увеличивалась.

Правда, при изучении большого количества признаков возникают и свои трудности, обусловленные огромным количеством статистических расчетов сочетаний для проверки возможного сцепления признаков. Но статистические расчеты теперь, с появлением ЭВМ, вполне возможны. Именно внедрение методов компьютерной техники позволило расширить работы по изучению сцепления генов на основе анализа родословных, что и стало одной из первых предпосылок для широкого развертывания работ по генетическому картированию.

Вторая, не менее важная предпосылка становления данного направления в генетике человека была связана с тем, что в последние десятилетия получил широкое развитие метод гибридизации соматических клеток. В самом деле, если нельзя получить экспериментальные родословные, то почему бы не воспользоваться гибридами соматических клеток?

Факт слияния ядер двух клеток был известен еще с середины прошлого века. В 60-х годах нашего столетия были подобраны экспериментальные условия для гибридизации клеток. Но здесь сразу возникли непредвиденные неожиданности. Так, оказалось, что гибридизация человеческих клеток с человеческими дает с точки зрения составления карт хромосом весьма скромные результаты, потому что признаков много и исследователь не знает, за какую ниточку можно размотать клубок. И, как ни странно, неожиданно очень эффективным в изучении сцепления оказались гибриды человеческих клеток с мышиными. В этом случае новая гибридная клетка получает наборы мышиных и человеческих хромосом. Но при размножении таких клеток хромосомы человека (почему-то именно человека) в них постепенно одна за другой элиминируются (погибают). Таким образом, изучая в клетках какой-либо биохимический признак и параллельно хромосомный набор, удается установить, что исчезновение определенного биохимического свойства клетки совпадает с исчезновением определенной хромосомы. Отсюда нетрудно заключить, что ген, отвечающий за этот признак, расположен именно в данной хромосоме. Такой метод изучения сцепления действительно оказался очень продуктивным.

Естественно, что составление генетических карт — это глубочайшее проникновение в структуру и функцию хромосом. На этом направлении стали концентрировать свои усилия многие талантливые ученые. Разрабатывали новые подходы и методы. В том числе воспользовались клетками от пациентов с хромосомными болезнями. Если у больного обнаружена делеция (укорочение) определенного участка хромосомы и в то же время нарушена функция определенного гена, то понятно, что этот ген расположен именно там. При широком изучении хромосомных болезней появилась возможность получения набора клеток с делециями разной длины из разных хромосом. Как говорят ученые, создана панель клеток. Из нее можно брать любые образцы.

Разумеется, во все вышеназванные и сотни других работ включались ученые разных стран и сообща разрабатывались трудные проблемы. И свершилось столь долго ожидаемое — почва для штурма всего генома человека оказалась подготовленной. Картирование каждого нового гена перестало быть сенсацией, превратившись в будничную, повседневную работу.

Однако начиная с 1973 года генетики систематически подводят итоги, сравнивают результаты, проверяют точность методов на специальных совещаниях, которые проводятся один раз в два года. Эти совещания так и называются: «Картирование генов человека». Журнал «Цитогенетика и клеточная генетика» в дополнительном томе оперативно публикует результаты таких совещаний. Каждый последующий такой том от раза к разу становится все толще. Ведь научная жизнь никогда не останавливается.