Мальчик, который не переставал расти… и другие истории про гены и людей

Статья с описанием генома Джеймса Уотсона, опубликованная в журнале Nature в 2008 г., ясно давала понять, что не все так однозначно. Исследователи, занимавшиеся геномом Уотсона, обнаружили в нем видимую аномалию и попытались ее объяснить. Благодаря чудесному «инструменту», который можно было бы назвать ретроспектроскопом, позволяющему сделать выводы «задним числом», я могу сказать вам, что их объяснение оказалось совершенно неверным.

Дело обстояло так. Уотсон был носителем десяти различных мутаций, которые, как считалось, вызывают аутосомно-рецессивные наследственные заболевания. Это название означает, что у больного человека мутации имеются в обеих копиях гена, расположенного на одной из аутосом (т. е. всех хромосом, кроме половых). Человек, у которого есть одна нормальная копия гена при одной поломанной, сам не заболевает — он только носитель заболевания. Казалось, что если Уотсон был носителем десятка мутаций, уже известных медицинской генетике, то он с немалой вероятностью окажется носителем как минимум нескольких еще неизвестных. Проблема с этим открытием состояла в том, что изучение близкородственных браков, в частности между двоюродными братьями и сестрами, сформировало в науке стойкие представления, согласно которым каждый из нас должен быть носителем одной-двух таких рецессивных мутаций. Любопытно, что опыты на рыбках^{27} приводили к сходным выводам[60]. Так почему же у Уотсона рецессивных мутаций оказалось чуть ли не в десять раз больше ожидаемого? Сказать, что авторы статьи попытались объяснить это, будет натяжкой — по сути, они заявили: «У него просто их много… и возможно, у других людей тоже».

Иное — верное — объяснение стало очевидным лишь несколько лет спустя. Уотсон был носителем десяти различных генетических вариаций, которые в научных публикациях объявлялись причинами заболеваний. В настоящее время только одна из них все еще считается вызывающей болезнь[61]. Остальные — безвредные варианты, ошибочно считавшиеся опасными.

Как такое могло произойти? Коренная причина проблемы — огромная изменчивость человеческого генома. Если сравнить ваш геном с моим, между нами найдется около 3 млн отличий, и точно так же у каждого из нас будут миллионы отличий от «эталонного» генома. Не бывает «нормального» человеческого генома — если на данный момент в мире 7,7 млрд человек[62], то существует примерно 7,65 млрд различных человеческих геномов (с поправкой на однояйцевых близнецов, у которых геномы одинаковы). Хотя «эталонный» геном служит своего рода стандартом, отличия от эталона не обязательно являются патологиями — на самом деле почти все варианты, которые несет каждый из нас, безвредны. Некоторые из них в какой-то степени полезны для нас, иные слегка вредны, и лишь небольшая часть их способна стать причиной известных наследственных заболеваний. Большинство этих вариаций располагается в промежутках между генами или даже в самих генах, но не на тех участках, которые кодируют белки. Секвенируя экзом пациента, мы обычно находим около 40 000 вариаций, дающих отличия в последовательностях, кодирующих белки. Некоторые из них очень распространены, некоторые встречаются редко, а некоторые явно уникальны. Даже теперь, если мы секвенируем ваш геном, можно наверняка ожидать, что в нем обнаружится множество генетических вариантов, неизвестных ранее. Этого не произойдет только в том случае, если ваши родственники, особенно родители, уже воспользовались услугой геномного секвенирования.

Допустим, вы проводите секвенирование экзома пациента, заболевание которого, как вы предполагаете, имеет наследственную природу и вызвано мутацией единственного гена. Для начала вам придется перебрать 40 000 вариантов, влияющих на кодирование белков, чтобы найти один или два искомых. Вы ищете иголку в целом стоге… иголок.

Геном Джеймса Уотсона был прочитан до эры массового секвенирования экзомов и задолго до того, как появились обширные базы данных по геномам и экзомам. Все десять рецессивных мутаций Уотсона ранее находили у людей с наследственными заболеваниями, и они были описаны в публикациях предыдущего десятилетия. По тем или иным причинам все эти сообщения оказались, если отбросить излишнюю деликатность, ошибочными. Так, у Уотсона нашли мутацию в гене RPGRIP1, связанном с тяжелым глазным заболеванием. У него была одна копия гена с типичной аминокислотой в позиции 547 — аланином, а во второй копии была другая аминокислота — серин.