Мозг прирученный: Что делает нас людьми?

Эпигенетика дает ответы на обычные вопросы, которые время от времени возникают у каждого из нас. Рождаемся ли мы безумными, дурными или унылыми — или нашу личность определяют жизненные события? Почему наши дети такие разные, если мы стараемся относиться к ним одинаково? Без ответов на эти вопросы невозможно понять, как лучше всего строить общество, в котором мы хотели бы жить. Часто его формируют и управляют им законы и политика правительства. Ответы, которые люди предпочитают давать на эти вопросы, исходят из глубоких личных убеждений и отражают политические воззрения человека на роль личности в обществе. Однако эпигенетика предлагает новый взгляд на развитие человека, в котором биология сочетается с личным опытом.

Как мы уже отмечали, гены представляют собой цепочки ДНК-молекул, которые можно найти в каждой живой клетке; именно они командуют клетке, чем ей нужно стать. Делают они это посредством сборки белков из аминокислот, которые, в свою очередь, представляют собой комбинацию атомов углерода, водорода, кислорода и азота. В каждой клетке тела есть тысячи белков, а ДНК, регулируя производство белков, определяет, к какому типу принадлежит клетка и как она работает. Гены подобны книгам в библиотеке; они содержат информацию, которую, чтобы строить белки, необходимо прочесть или расшифровать. Белки командуют клетке стать какой-то конкретной клеткой, к примеру волосяной луковицей или нейроном. Это, конечно, очень упрощенное описание, и генетические механизмы этим не ограничиваются, но для нашего рассказа достаточно знать, что гены подобны последовательностям компьютерного кода в клетке и управляют ее деятельностью.

Гены строят человеческий организм, а человек — очень сложное животное. Каждое тело состоит из триллионов клеток, и первоначально считалось, что у человека должно быть значительное число генов, в которых могла бы храниться информация обо всех различных вариантах организации клеток тела. В 1990 г. ученые, работавшие над расшифровкой человеческого генома, начали наносить всю последовательность генов нашего вида на единую схему при помощи сложных технологий, позволяющих компьютерам читать генетические последовательности как строки кода. Очень скоро выяснилось, что первоначальные оценки в 100 тыс. генов были ошибочными. Хотя работы по проекту продолжаются до сих пор, окончательный подсчет дает для человека всего лишь 20,5 тыс. генов. Это число тоже может показаться немаленьким, но если вспомнить, что скромная плодовая мушка дрозофила имеет 15 тыс. генов, то генетическая оснащенность человека будет выглядеть даже не скромной, а попросту ничтожной. Мало того, у куда более простых созданий вроде банана или довольно-таки неприятного круглого глиста генов больше, чем у человека; наконец, наибольшее и наименьшее количество генов мы находим у возбудителей болезней, передаваемых половым путем, — у trichomonas vaginalis их 60 тыс., а у mycoplasma genitalis — 517.

Так что число генов не отражает реальной сложности организма. Причина, по которой мы настолько переоценивали количество генов в организме человека, заключается в том, что тогда роль эпигенетики еще не была до конца осознана. Более того, оказывается, что в тех немногих генах, что у нас имеются, зашифровано больше информации, чем нам может понадобиться. Судя по всему, лишь 2 % генов связаны со строительством белков. Эта информация активируется только тогда, когда происходит экспрессия гена, и генетики теперь понимают, что экспрессируется лишь небольшая часть генов. Можно сказать, что экспрессия гена — исключение, а не правило. Причина в том, что гены представляют собой последовательность команд «если — то», а активирует их опыт человека. Опыт действует через множество механизмов, но, как правило, выключается ген при помощи генетического метилирования; считается, что оно играет также решающую роль в долговременных изменениях, определяющих наше развитие. Представьте себе гены как книги в библиотеке, где библиотека — это весь геном. Каждый ген можно прочесть и построить на его основе белок. Метилирование немного похоже на убирание книги в библиотеке из пределов досягаемости, чтобы инструкции по производству белков невозможно было прочесть, или на блокирование доступа к книжному шкафу.

Возможно, ДНК указывает клеткам, как они должны формироваться и организовываться, чтобы построить человеческое тело, но эти инструкции «звучат» в среде, которая производит настройку и регулирует их исполнение. К примеру, африканская бабочка bicyclus anyana бывает двух видов — яркая цветная или серая, в зависимости от того, когда она выходит из куколки, в сухой сезон или в дождливый. Гены заранее этого не знают, поэтому среда попросту включает нужные.