Живое и неживое. В поисках определения жизни

Из клетки с 69 хромосомами никогда не смог бы получиться здоровый человек. Ее гены пошли бы вразнос. Чтобы избежать подобной катастрофы, яйцеклетка при контакте со сперматозоидом отщипывает от себя маленький пузырек. В этот пузырек она помещает 23 лишние хромосомы, и у нее остается как раз 23 для точного соответствия отцовской ДНК.

Но даже на данном этапе у оплодотворенной яйцеклетки еще нет единого нового генома, который можно было бы назвать ее собственным. Материнские и отцовские хромосомы продолжают существовать раздельно, они окутаны собственными мембранами, внутри которых претерпевают независимые друг от друга изменения. Можно представить себе оплодотворенную яйцеклетку начальной стадии как пространство коворкинга, где мужской и женский геномы работают сами по себе.

Затем оплодотворенная яйцеклетка делится на две, причем каждая наследует как отцовский, так и материнский набор хромосом. Этот этап наступает через сутки после оплодотворения. И лишь тогда хромосомы покидают свои раздельные контейнеры. Только когда эмбрион становится двуклеточным, два набора ДНК сливаются.

Однако новый зародыш все еще не обладает молекулярной независимостью. Практически все белки в его клетках – от матери и кодируются ее генами. В этом существенном отношении эмбрион по-прежнему ведет себя как скопление материнских клеток. Отдельный человеческий индивид пока не располагает собственной судьбой. До пробуждения отцовских хромосом – до того как заработает новый геном – еще предстоит немало дел. В яйцеклетке имеется специальный набор белков-убийц, его производят материнские гены. «Злоумышленники» бродят по клеткам эмбриона и уничтожают другие материнские белки. Еще один набор белков матери связывает как ее собственные, так и отцовские хромосомы, и подготавливает их к новой работе. Теперь клетки производят свежую партию белков, переработанных из вторсырья – остатков материнских молекул[64].

Пока внутри эмбриона происходят описанные изменения, он сам выплывает из материнского яйцевода и спускается в матку. По пути он может разделиться надвое. Тогда уже два комочка клеток продолжат деление, и каждый станет отдельным эмбрионом. В конечном итоге из двух комплектов клеток получатся однояйцовые близнецы. Если считать, что оплодотворенная яйцеклетка сразу становится личностью, то остается только недоумевать, куда она делась, когда вместо нее появились две[65].

Разнояйцовые близнецы развиваются иначе. У матери в матку выходят одновременно две яйцеклетки, и обе оплодотворяются – но разными сперматозоидами. Иногда, будучи еще микроскопическими комочками клеток, такие близнецы сталкиваются друг с другом и сливаются. Благодаря своей пластичности клетки перестраиваются в единый эмбрион, который продолжает нормально развиваться несмотря на то, что часть клеток содержит один геном, а часть – другой.

Такие слияния ученые называют химерами[66]. Химера может вырасти в здорового взрослого человека и прожить всю жизнь, обладая двумя популяциями клеток, у каждой из которых самостоятельный геном. Если каждая оплодотворенная яйцеклетка – отдельная личность, наделенная всеми соответствующими правами, значит ли это, что химера, участвуя в выборах, имеет право на два голоса?

Когда мы, уже живущие люди, оглядываемся на развитие человеческого эмбриона, легко поддаться соблазну рассматривать этот процесс как поразительно точный, подобный часовому, механизм химии, превращающий единственную клетку в организм из 37 трлн клеток. В учебниках каждый этап развития выглядит гладко. Но тем не менее случаются неудачи, и плод нередко гибнет на той или иной стадии беременности[67]. Самая большая угроза выживанию эмбриона – если он не получит необходимые 23 пары хромосом. Иногда у какой-то хромосомы оказывается третья копия. А с тремя копиями каждого гена вместо двух эмбрион способен синтезировать слишком много белков и этим отравить себя. Или же у него может оказаться только одна копия хромосомы, что не позволит синтезировать все требуемые для выживания белки.

Порой нарушение возникает и в самой яйцеклетке. При ее попытке избавиться от лишних хромосом, убирая их в пузырек, одна из них может случайно остаться. В других случаях проблема возникает после оплодотворения, когда эмбрион начинает делиться. Или же при делении у клеток не всегда получается поровну распределить свои хромосомы между дочерними клетками. И тогда в одной из них может оказаться избыток хромосом, а в другой – недостаток. При дальнейших делениях дочерние клетки передают эти нарушения своим потомкам.