Супергены. На что способна твоя ДНК?

Может ли новая генетика с уверенностью заявить, что каждый человек эволюционирует непосредственно в этот самый момент? Пока нет. Ей предстоит преодолеть еще много препятствий, начиная от скорости эволюции, которая настолько мала, что некоторым видам требуются миллионы лет.

Существует также интересное доказательство тому, что мутации, которыми обусловлен рак, не полностью случайны, как мы считали прежде. Поскольку научные подробности достаточно многочисленны, откройте Приложения на стр. 418, где изложено техническое описание этого вопроса.

Ускоряя часы

С точки зрения традиционного дарвинизма, вид должен ждать, пока не произойдет случайная генная мутация. Если она способствует выживанию, эта мутация устанавливает в носителе поведенческий или структурный признак. Для того чтобы распространиться среди популяции, ему нужны миллионы лет. Но при вмешательстве эпигенетики эти изменения могут произойти у значительной части популяции в пределах одного поколения.

Определение точного периода времени, в течение которого эволюция может произойти, вопрос спорный, и дискуссия может начаться во многих местах. Начнем с дарвиновской «особой сложности», как он сам ее называл, сложности, которая может повлечь за собой далеко идущие последствия. Проблема возникла с муравьями и медоносными пчелами. Дарвин не мог разобраться с тем, как бесплодные самки муравьев поколение за поколением появляются в колониях, хотя они и не могут размножаться. Он отметил, что бесплодные самки отличаются от фертильных формой тела и поведением. И хотя бесплодные самки не могут размножаться и не имеют возможности продолжить род, как передаются их гены? Дарвин ничего не знал о генах, но его теория зависела от выживания, которое невозможно, если целая разновидность муравьев бесплодна.

Найти ответ на этот вопрос было невозможно, пока через много лет после смерти Дарвина не появилась эпигенетика. Эпигенетика объясняет, как химические изменения в ДНК могут навсегда изменить активность гена, усилить ее или ослабить. Это может произойти сразу после рождения, если не рассматривать запутанный вопрос передачи новых генов, все, что необходимо, – это изменить существующие. Дарвин подобрался к ответу довольно близко. Он думал, что источником ответа служат не муравьи, а кастовая система пчел. В зависимости от пищи, которой питаются личинки пчел, они могут стать матками или бесплодными рабочими в улье. Разница обусловлена одним типом пищи – маточным молочком, которое содержит питательные вещества, способствующие лучшему развитию яичников. Установлен точный механизм, который включает в себя эпигенетические изменения выбранных генов. Питание пчелиной матки позволяет ей жить долгие годы и откладывать миллионы яиц, короткая жизнь рабочей пчелы сводится к поддержанию порядка в улье, заботе о молодняке и собирательству – то есть той работе, которую нужно выполнять на благо улья. Подобный же механизм действует и в колонии муравьев. В конечном итоге Дарвин предположил, что в случае с муравьями естественный отбор применяется не только к отдельным особям, но и к семейству и всему обществу. Он уже начинал понимать, что можно рассматривать всю колонию как единый эволюционирующий «суперорганизм», как мы видим его сегодня.

Мы предлагаем все больше и больше доказательств тому, что эпигенетическое переключение – ключевой фактор в выборе образа жизни и достижении благополучия.

Питание может изменять генную активность пчел и программировать отдельных особей на выделение феромонов, которые дают им инструкцию заботиться о молодняке или приносить в улей пищу. Генная активность может изменяться под действием энзимов, известных как гистондеацетилазы (ГДА), которые убирают химические соединения под названием ацетильные группы с эпигенетически измененных генов. Оказывается, что маточное молочко содержит ингибиторы ГДА, которые дают пчеле больше возможностей стать маткой. Пока мы писали эту книгу, Управление по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными средствами США одобрило лекарственный препарат «Фаридак», первый ингибитор ГДА для лечения повторных форм рака – множественной миломы (MM). «Фаридак» обращает эпигенетические изменения, которые происходят с определенными генами, и предотвращает распространение MM на другие части организма.