Открытия, которые изменили мир

Большинству из нас сложно представить 3,1 млрд пар чего бы то ни было, а уж тем более химических оснований, которые составляют ДНК любой клетки. Попробуйте представить 3,1 млрд пар обуви, ряды которых простираются в открытый космос. Теперь умножьте это число на два — и вы увидите более 6 млрд ботинок, уходящих в пространство Вселенной. Это число отдельных оснований в ДНК человека, которые ученые называют нуклеотидами. Каким бы несущественным ни казался один нуклеотид, стоит его изменить (это называется однонуклеотидным полиморфизмом, или ОНП) — и изменятся особенности человека. Возможно даже, у него возникнет болезнь. Если вы сомневаетесь в том, что всего один ОНП среди миллиардов может иметь такое значение, вспомните о том, что серповидноклеточная анемия развивается из-за одного ОНП. К 2008 г. исследователям удалось определить около 1,4 млн ОНП в геноме человека. В чем причина этих ничтожных изменений в наших ДНК? В числе главных подозреваемых — токсины из окружающей среды, вирусы, радиация и ошибки в копировании ДНК.

Хорошая новость: сегодняшние попытки идентифицировать ОНП не только помогают раскрыть причины заболеваний, но и приводят к знаковым открытиям, связанным с хромосомами, которые можно применить в самых разных ситуациях. В 2005 г. исследователи завершили первую фазу «HapMap Project», в рамках которого анализировали ДНК людей по всему миру и создали карту таких знаковых открытий, основанную на 500 тыс. или более ОНП. Эта информация сегодня демонстрирует связи между крошечными генетическими отклонениями и конкретными заболеваниями, что, в свою очередь, ведет к новым подходам к диагностике (например, генетическому тестированию) и лечению. Например, в развивающейся сфере фармакогеномики врачи могут использовать такую информацию для принятия решений о персонализированном лечении, основываясь на генетическом профиле человека. Недавние примеры включают генетические тесты, способные выявить различные формы рака груди, которые можно вылечить с помощью лекарств, а также пациентов, которые могут быть подвержены опасным побочным эффектам в связи с приемом лекарственного препарата от тромбоза под названием варфарин.

Кроме того, открытия, связанные с ОНП, дают новые ответы на вечные вопросы: например, о том, насколько сильно на нас влияют гены и окружающая среда. Все более очевидно, что многие распространенные болезни (включая диабет, рак и сердечные заболевания) вызваны, скорее всего, сложным взаимодействием обоих факторов. В относительно новой сфере медицины — эпигенетике — исследователи изучают «нейтральный мир», где может произойти встреча этих двух факторов. Они стараются выяснить, как «внешние» факторы, например подверженность влиянию токсинов внешней среды, могут воздействовать на ОНП человека и, соответственно, его предрасположенность к тому или иному заболеванию.

К сожалению, ученые также обнаружили, что определить роль ОНП и заболевания — задача весьма сложная. К счастью, исследователи проекта HapMap («Карта гаплотипов») уже обнаружили генетические варианты, связанные с риском таких болезней, как диабет II типа, болезнь Крона, ревматоидный артрит и рассеянный склероз. Но, увы, многие болезни и особенности связаны с таким большим количеством ОНП, что значение любой отдельной вариации оценить сложно. В соответствии с одной недавно проведенной оценкой, на 80 % вариаций населения по росту могут влиять 93 тыс. ОНП. Как написал Дэвид Гольдштейн в выпуске New England Medical Journal в 2009 г., если риск заболевания связан со многими ОНП и при этом каждый оказывает малый эффект, «то это не даст никакой полезной информации: указывая на все, генетика не указывает ни на что».

Многие из нас жаждут применить на практике самые современные генетические тестирования и узнать о нашей предрасположенности к тому или иному заболеванию. Но Питер Крафт и Дэвид Хантер в том же выпуске журнала предупреждают: «Мы все еще в самом начале цикла для большинства случаев… чтобы предоставить стабильные оценки генетических рисков для многих болезней». Но они добавили, что прогресс стремителен и «ситуация уже через два или три года может быть совсем иной». Однако, как только будут доступны более качественные тесты, «появится необходимость в руководствах по их использованию, чтобы врачи могли консультировать пациентов… о том, как интерпретировать результаты и что предпринимать».

«Мы с этим разберемся»: заветы генной терапии