Время генома

Соединительные ткани состоят из разных типов специализированных клеток. Некоторые ткани твердые, как цемент в стенах здания (например, в ногтях и костях), а другие мягкие и эластичные (например, в носу и ушах). Разные соединительные ткани служат опорой другим органам и составляют более половины объема и веса тела. В них работают сотни генов. Эти гены отвечают за выработку белков, таких как коллагены, миозины, кератины, фибриллины и других, заканчивающихся на -ены и -ины. Они формируют сложно переплетающуюся структуру из множества самособираемых волокон, действующих по принципу застежки-липучки, и иногда могут даже самостоятельно восстанавливаться.

Благодаря работе многих дополнительных генов к этим структурам добавляются разные хитроумные «крючки и блоки», а также «теплоизоляционные и гидроизоляционные» материалы. Такие добавки имеют большое значение, поскольку белки, кодируемые одним и тем же геном, но доработанные по-разному, могут обеспечивать губчатость почки или твердость лобной кости.

В прошлые десятилетия соединительные ткани обычно считались пассивными рабами органов-хозяев. Однако сейчас мы понимаем, что большинство органов гораздо более демократичны и настроены на сотрудничество и соединительные ткани ведут усиленный диалог со своими клеточными и синцитиальными собратьями, чтобы сообща поддерживать единство организма и гомеостаз. Сигналы, поступающие от соединительной ткани, окружающей клетки органов, помогают предотвратить разрыв кровеносных сосудов, переломы костей, внезапное развитие слепоты и другие заболевания.

Кроме того, соединительные ткани отправляют важные сигналы в кровь и к иммунной системе и сдерживают раковые клетки, не давая им распространяться. Соединительная ткань похожа на «умный дом», который сам за собой следит и себя контролирует, например автоматически поддерживает температуру в течение дня на комфортном уровне так, чтобы тратилось меньше энергии, управляет бытовой техникой, автоматически отпирает и запирает двери, когда приходят и уходят жильцы, или предупреждает вас, когда вы находитесь в отпуске за границей, что ваш домашний водонагреватель только что дал течь. Эти взаимодействия могут осуществляться с помощью Wi-Fi, например, через приложение вашего смартфона. В организме животного соединительная ткань – это своеобразная версия интернета вещей, постоянно информирующего соседние клетки.

При синдроме Марфана мутации в гене белка фибриллин-1 дают два эффекта. Во-первых, ослабляются волокна, укрепляющие кровеносные сосуды, глаза, позвоночник и другие органы. Кроме того, те же мутации нарушают сдерживание сигнальной активности другого белка, который называется трансформирующий ростовой фактор бета (TGF-β). Чрезмерно активный TGF-β ослабляет гладкие мышцы вокруг кровеносных сосудов, например вокруг аорты, и внеклеточное вещество, которое их скрепляет. Это важная информация, поскольку определенный тип лекарств, регулирующих кровеносное давление, – антагонисты рецепторов ангиотензина II – могут не только понижать кровеносное давление, но и снижать уровень TGF-β. Антагонисты рецепторов, такие как лозартан, помогают предотвратить разрыв аорты у людей с синдромом Марфана.

Как несложно догадаться, существует множество типов соединительной ткани, и сотни генов участвуют в приготовлении этих строительных растворов. Как и в любой ситуации, где имеется много функциональных элементов, столь большое количество задействованных генов может вызывать проблемы. Вполне возможно, что почти у каждого десятого человека присутствуют мутации, приводящие к какому-то заболеванию соединительной ткани; сейчас таких заболеваний известно более 70.

Это большая часть соображений, из-за которых я смутился, увидев младенца Джорджио, счастливо воркующего на коленях у матери. Тем, кому диагностировали синдром Лойса – Дитца (названный в честь бельгийского и американского врачей, которые в конце 1990-х гг. определили, в каких генах происходят мутации при заболевании, раньше имевшем название синдром Марфана II типа), беременности следует избегать любой ценой, потому что она может привести к фатальным последствиям. Может быть, я ошибся и перепутал пациентов? К сожалению, когда клиника переполнена (не говоря уже о сбоях больничной сети), может возникнуть дикая путаница, и такое уже бывало.

Хотя это расстройство встречается достаточно редко – у одного человека на миллион, есть по меньшей мере четыре гена, мутация в которых приводит к синдрому Лойса – Дитца. Все они играют важную роль, влияя на инфраструктуру клетки, а также на управление и координацию для правильного производства скрепляющего раствора, в изготовлении которого участвуют белки со сложными названиями: трансформирующий ростовой фактор бета{47} и костный морфогенетический белок – родственники фибриллина-1, который связан с синдромом Марфана.