Знание-сила, 2008 № 06 (972)

Человеческие гены сильно «замусорены» такими внегенными кусками — их называют «интронами» (кстати, сильнее, чем гены других биологических видов). К счастью, природа нашла способ частично бороться с этой напастью. Когда данный ген готовит инструкцию на производство своего белка, он переписывает в нее все свое содержимое, включая интроны, но потом происходит процесс вырезания этих посторонних кусков и повторного склеивания инструкции, так что в конечном счете в ней остается только нужная информация. Однако бывает, что транспозон усядется так неудобно, что «зараженный» им ген будет испорчен неизлечимо.

РНК, микро-РНК, транспозоны — все это внешние (внегенные) факторы, которые влияют на работу генов (т.е. генной части той же ДНК), а тем самым — на структуру кодируемых генами белков и, в результате, на жизнь организма. Причем многих тонкостей этого сложного влияния наука пока еще не знает. Скажем, уже известно, что некоторые микро-РНК способны ослаблять или вообще выключать активность того или иного гена, захватывая место, куда должен «сесть» специальный белок, регулирующий ее работу; известно также, что некоторые транспозоны особенно активно заражают некоторые специфические гены; но совершенно не известны закономерности всех таких явлений, их причины и механизм. Одного этого было бы достаточно, чтобы понять, как сложна жизнь наших генов. Но, оказывается, есть еще и другие очень важные факторы, существенно влияющие на эту жизнь, причем эти факторы могут находиться в том же «джанке» (думается, в этом «мусорном ящике» генетической эволюции находится еще много всяких тайн), а также внутри самих генов. В последние годы внимание ученых сосредоточилось на выявлении этих новооткрытых факторов, а в минувшем году удалось сделать очень большой шаг в сторону их понимания. Это и есть та новая «революция», которую журнал Science назвал главным научным достижением 2007 года. Ее можно еще назвать «революцией снипсов», поскольку микроскопические факторы, выявленные в ходе этой революции, называются «снипсы» — от английского сокращения SNP (по-русски — «однонуклеотидный полиморфизм»).

Чтобы понять смысл этого слова, нужно детальней заглянуть в строение самих генов. Мы уже сказали, что ген — это часть цепочки ДНК, а цепочка эта состоит из чередующихся нуклеотидов четырех разных типов. Представим себе кусочек цепочки с таким, например, чередованием нуклеотидов: AAGGTTA Допустим, что по каким-то причинам эта же цепочка у другого человека приняла вид ATGGTTA, где на втором месте взамен нуклеотида А встал нуклеотид Т. Вот такая одиночная (точечная) замена и называется «снипсом». В данном конкретном случае говорят, что у этого отрезка ДНК есть две «аллели» (две разновидности): А и Т. Практически все выявленные снипсы имеют только две аллели (это значит, что почти у всех людей на данном отрезке А может быть заменено только на Т, но не на Г или на Ц). Но таких «точек замены» может быть много, поэтому, двигаясь вдоль молекул ДНК каждого человека, мы обнаружим некую специфическую, свойственную ему последовательность таких замен. В сумме они образуют его «снипсовый профиль».

Хватит ли таких «точечных замен», чтобы каждый человек на Земле имел свой «профиль»? Если сравнивать между собой одну и ту же ДНК у множества разных людей, то обнаружится, что в ней есть сотни тысяч, а то и миллионы таких точечных отличий. А в целом в геноме (то есть на все 3 миллиарда его звеньев во всех 46 ДНК) такие замены составляют около 1%. Иными словами, имеется почти 30 миллионов мест, где разные люди могут отличаться друг от друга точечными заменами одного нуклеотида на какой-то другой. Число возможных комбинаций («профилей») таких мест заведомо превосходит число людей на земном шаре. Это огромное число подавляет — как вообще можно подступиться к изучению этой громады? Однако ученые подступились — в последние два десятилетия они постепенно разработали методы быстрого сравнения огромного количества снипсов в геномах разных людей. В 2007 году эти методы достигли такого совершенства, что впервые позволили сравнивать геномы (у сотен, а в других случаях у тысяч разных людей) сразу по 500.000 точкам! Такое сравнение по праву именуется «сравнением в масштабах генома в целом». И понятно, что эти работы привели к намного более глубокому пониманию места и роли снипсов в жизни организма.

В лаборатории кафедры молекулярной биофизики