ДНК – биологический код, содержащий инструкции, которые дают возможность нашим клеткам производить и делать все необходимое для жизни. В человеческом теле каждая из приблизительно триллиона клеток содержит в своем ядре полную и идентичную последовательность ДНК. Это около 1,5 гигабайта генетической информации, для записи которой потребовалось бы два компакт-диска. Однако сама последовательность ДНК уместилась бы на острие заточенного карандаша.
Как бы впечатляюще это ни звучало, это лишь верхушка айсберга. Реальные гибкость и сложность проявляются в том, как организуется и используется ДНК. «Буквы» ее кода – A, C, G и T – могут объединяться разными уникальными способами в «слова». Еще более сложные уровни организации, включая то, как, где и когда «слова» собираются вместе, обеспечивают возможность широкого многообразия индивидуальных различий, делающих каждого из нас уникальным. Как же это происходит?
Рассмотрим всю информацию, содержащуюся в многотомной библиотеке, которая служит метафорой человеческого организма, где есть 20 тысяч генов. Каждая книга в этой библиотеке ДНК содержит слова, объединенные в предложения. Эти предложения – гены. Далее они группируются в абзацы и главы. Те образуют модули хорошо скоординированных генов, работающих вместе, а модули создают книги. В свою очередь, книги размещаются в разделах библиотеки (ткани, органы и т. д.). Здесь следует подчеркнуть один важный момент: общий «опыт» читателя книги, посещающего библиотеку, – больше, чем простая сумма всех имеющихся в ней книг. Опыт читателя зависит от того, когда он посещает библиотеку, кто сопровождает его, в какие отделы он заглядывает, какие из них открыты или закрыты в данное время и какие книги он берет с полок. В общем, то, что прочитывается, те гены, которые смогут или не смогут проявиться, зависит от чрезвычайно сложных взаимодействий между биологическими и внешними влияниями. Возможности здесь бесконечны, а роль окружающей среды крайне важна. Наш генетический состав (то есть библиотека) создает удивительно подвижную систему для реагирования на внешнюю среду.
Трудность в том, чтобы разгадать физические свойства ДНК, обеспечивающие такую отзывчивость на изменения во внешней среде. Оказывается, относительно небольшая часть ДНК кодирует слова, объединенные в предложения (то есть гены). Основная масса ДНК, находящихся между этими предложениями, долгое время считалась некодируемым «мусором», функция которого была неясна. Однако недавние исследования показали, что эти длинные цепочки некодируемых ДНК – вовсе не «мусор». Напротив, они очень важны для определения того, как выражается наша ДНК. Именно они содержат необходимые регуляторные коммутаторы, которые решают, какие предложения будут составляться – а также когда, где и как – в ответ на сигналы из внешней среды. С учетом этих открытий Френсис Шампань, ведущий исследователь влияния внешней среды на экспрессию генов, сделал вывод, что пора прекратить споры о сравнительной важности ролей природы и воспитания и вместо этого искать ответы на вопросы «Что действительно делают гены?» и «Как внешняя среда изменяет то, что делают гены?».
На все биологические процессы влияет контекст, в котором они протекают, включая социально-психологический. Внешняя среда включает все, начиная с материнского молока, съеденных брокколи и бекона, выкуренных сигарет и поглощенных организмом токсичных веществ до социальных взаимодействий, стрессов, поражений, триумфов, восторгов и депрессий на протяжении жизни. При этом внешняя среда оказывает наиболее сильное воздействие в первые годы жизни человека. Например, уже во время беременности стресс, испытываемый матерями из-за грубого обращения с ними партнеров, может транслироваться их потомству, делая детей более подверженными серьезным поведенческим проблемам в более позднем возрасте. Стресс, пережитый в детстве, влияет на экспрессию генов у многих, но не у всех детей и способствует выработке защитной реакции, характеризуемой повышенной иммунной и стрессовой реактивностью. Эти результаты позволяют предположить, что клеточное окружение головного мозга младенца испытывает сильное влияние материнской среды.