Всего на сайте:
210 тыс. 306 статей

Главная | Биология, Зоология, Анатомия

Глава 16. Жизнь, какой мы (не)знаем ее  Просмотрен 160

Что, черт возьми, сейчас происходит?

 

В конце 1950-х Пол Доти, биохимик, специализирующийся на ДНК (член клуба галстуков РНК), прогуливался по Нью-Йорку, думая о своем, когда увидел уличного торговца сувенирами и в недоумении остановился. На лотке у торговца были значки, и среди банальных надписей Доти увидел значок с буквами ДНК. Мало кто в мире знал о ДНК больше, чем Доти, но он предполагал, что публика знает о его работе совсем мало, а интересуется этим еще меньше. Предполагая, что аббревиатура значит что-то другое, Доти спросил продавца, что такое ДНК. Тот осмотрел великого ученого с головы до ног. «Чуваак, врубайся! – рявкнул он с нью-йоркским акцентом. – Это же ген!»

Перенесемся на четыре десятилетия вперед, в лето 1999 года. Знания о ДНК росли как на дрожжах, и законодательные органы штата Пенсильвания, взволнованные надвигающейся «революцией ДНК», спросили у эксперта по биоэтике, члена компании Celera Артура Каплана совета по поводу того, как депутаты могут контролировать генетику. Каплан согласился, но дело с самого начала пошло неудачно. Чтобы оценить свою аудиторию, он начал лекцию с вопросов: «Где ваши гены? Где конкретно в организме они находятся?» Лучшие умы Пенсильвании этого не знали. Без всякого стыда и иронии четверть присутствовавших ассоциировала свои гены с половыми железами. Еще 25 % самонадеянно предположили, что гены размещены в мозгу. Остальные где-то видели изображения спиралей, но были не вполне в курсе, что это значит. В конце 1950-х термин ДНК был частью духа времени, и спираль вполне органично смотрелась на значке уличного торговца. С тех пор общественное мнение никак не продвинулось. Из этого невежества Каплан сделал вывод: «Просить политиков устанавливать правила и ограничения в генетике очень опасно». Конечно, отсутствие толковых знаний о генах и ДНК не позволяет иметь твердое мнение о подобных технологиях.

Это не должно удивлять. Генетика очаровывает людей практически с тех пор, как Мендель вырастил свой первый гороховый куст. Но это очарование подтачивает червячок недоумения и отвращения, и будущее генетики зависит от того, сможем ли мы преодолеть эту амбивалентность, сможем ли видеть не только черное и белое. Пожалуй, наиболее гипнотизирует/пугает нас генная инженерия (в том числе клонирование) и попытки объяснить весь сложный человеческий внутренний мир терминами «чистых» генов – эти идеи часто остаются непонятыми.

Строго говоря, люди начали генетически изменять растения и животных еще десять тысяч лет назад, с появлением сельского хозяйства. Но настоящая генная инженерия взяла старт в 1960-х годах. Ученые в большинстве своем начинали с того, что обмакивали яйца дрозофил в слизь из ДНК, надеясь, что пористые яйца что-то поглотят. Удивительно, но эти топорные эксперименты срабатывали: крылья и глаза мух изменяли форму и цвет, и эти перемены передавались по наследству. Десятью годами позже, в 1974 году, один молекулярный биолог разработал инструментарий для склеивания ДНК различных видов воедино, чтобы формировать гибриды. Хотя эта Пандора в своих опытах ограничилась микробами, некоторые биологи, увидевшие эти химеры, забеспокоились – кто знает, что будет дальше? Они решили, что их коллеги торопят события, и призвали к мораторию на исследования по рекомбинации ДНК. Примечательно, что биологическое сообщество (включая специалиста-«Пандору») согласилось с этим решением и добровольно перестало проводить опыты, чтобы обсудить безопасность и правила поведения, – практически уникальное событие в истории науки. К 1975 году биологи решили, что узнали уже достаточно для того, чтобы продолжать эксперименты, но их благоразумие успокоило общественность.

На этом ажиотаж не закончился. В том же 1975 году специалист по муравьям, слегка страдающий дислексией, родившийся в евангелистской Алабаме и работавший в Гарварде, издал почти 2,5-килограммовую книгу из 697 страниц под названием «Социобиология». Эдвард О. Уилсон в течение десятилетий копался в грязи со своими любимыми муравьями, выясняя, как привести сложные, запутанные социальные взаимодействия рабочих муравьев, солдат и матки к простым законам поведения, даже точным математическим уравнениям. В «Социобиологии» амбициозный Уилсон распространил свою теорию на прочие классы, семейства и типы, поднимаясь по эволюционной лестнице ступенька за ступенькой – к рыбам, птицам, мелким млекопитающим, хищникам и приматам. Затем он через шимпанзе и горилл подходит к пресловутой 27-й части, называемой «Человек». В ней он предполагает, что биологи могут обосновать многие, если не все аспекты человеческого поведения – искусство, этику, религию, самые уродливые проявления агрессии, – с помощью ДНК. Это означало, что человеческие особи не были бесконечно податливы, а имели четкую, фиксированную природу. В работе Уилсона также предполагалось, что некоторые темпераментные и социальные различия (к примеру, между мужчинами и женщинами) могут иметь генетические корни.

Позже Уилсон признал, что был по-идиотски недальновидным, не предсказав все бури, громы, молнии, водовороты, нашествия саранчи и прочие катаклизмы, которые эта работа вызвала в академической среде. Естественно, коллеги Уилсона из Гарварда, в том числе и Стивен Джей Гулд, который в обществе был сама любезность, разнесли социобиологию в пух и прах за попытку логически обосновать расизм, сексизм, нищету, войну, нехватку яблочного пирога и все прочее, что вызывает ненависть у приличных людей. Ученые также напрямую связывали деятельность Уилсона с гнусной кампанией по евгенике и нацистскими погромами – и потом изображали изумление при виде взбесившихся пролетариев. В 1978 году Уилсон защищал свою работу на научной конференции, когда несколько недоумков-активистов ворвались на сцену. Уилсон, со сломанной лодыжкой сидевший в инвалидном кресле, не мог ни уворачиваться, ни сопротивляться. Молодчики вырвали у ученого микрофон, обвинили в «геноциде», а после вылили ледяную воду на голову Уилсона, крича: «Хватит заливать!»

К 1990-м годам благодаря распространению другими специалистами (как правило, в более мягкой форме) идея о том, что человеческое поведение имеет прочные генетические корни, уже не казалась шокирующей. Кроме того, сегодня мы считаем самим собой разумеющимся другой социобиологический принцип, гласящий, что наше мышление до сих пор подвергается влиянию со стороны ДНК, унаследованной от предков: охотников, падальщиков и собирателей. Но в то время, когда мерцал уголек социобиологии, учение из Шотландии от души подлили керосина, чтобы разжечь в обществе боязнь генетических опытов. В феврале 1997 года было объявлено о рождении, пожалуй, самого известного животного всех времен. Ученые передали ДНК взрослой овцы четыремстам овечьим яйцеклеткам, а затем по-франкенштейновски били их током: в результате удалось создать двадцать жизнеспособных эмбрионов – клонов взрослой особи-донора. Шесть дней клоны провели в пробирках, 145 – в утробе: в течение этого времени 19 беременностей из 20 оказались внезапно прерванными. Долли выжила.

Честно говоря, людей, таращившихся на маленького ягненка, в целом не волновала Долли сама по себе.

Проект «Геном человека» наделал шуму, обещал ученым размножать человечество под копирку, и Долли подогревала опасения по поводу того, что ученые стремятся побыстрее клонировать кого-нибудь из них самих, причем без каких-либо запретов в обозримом будущем. Это, черт возьми, откровенно пугало большинство людей, хотя Артур Каплан прекрасно ответил одному из дозвонившихся до него энтузиастов, который хотел узнать о возможности клонировать Христа. Естественно, звонивший планировал взять ДНК с Туринской плащаницы. Каплан ответил: «Вы стараетесь вернуть к нам одного из немногих людей, которые сделают это и без вашей помощи!»

 

Долли, первое клонированное млекопитающее, проходит медосмотр (фото предоставлено Рослинским институтом, Эдинбургский университет)

 

Братья и сестры Долли приняли ее, ничуть не беспокоясь о происхождении овечки-клона. Не задумывались о нем и любившие Долли бараны: в течение своей жизни она (натуральным способом) родила шестерых ягнят, и все были здоровы. Но, несмотря на все это, люди испытывают почти инстинктивный страх к клонам. После Долли некоторые фантазеры высказывали «сенсационные» предположения о будущих армиях клонов, марширующих по иностранным столицам, или фермах, где будут выращиваться клоны для производства внутренних органов. Были и менее причудливые страхи: высказывались предположения о том, что клоны будут обременены различными болезнями или глубокими молекулярными дефектами. Клонирование взрослой ДНК требует включения «спящих» генов и побуждения клеток к тому, чтобы делиться, делиться и делиться. Звучит во многом похоже на рак, и клоны, кажется, и вправду склонны к появлению опухолей. Многие специалисты также заключали (хотя создатели Долли это оспаривали), что знаменитая овечка с рождения была старухой в генетическом плане, с необычно старыми, изношенными клетками. И в самом деле, ноги Долли необычайно рано одеревенели от артрита, а умерла она в возрасте шести лет (в среднем овцы ее породы живут вдвое дольше) после заражения вирусом, (как описано в работах Пейтона Роуса) принесшим ей рак легких. ДНК взрослой особи, которая использовалась для клонирования Долли, была, как и все ДНК, испещрена эпигенетическими изменениями, деформирована мутациями и кое-как залатанными пробелами. Эти недостатки, возможно, породили геном Долли еще до ее рождения[100].

Но если играть в бога, можно с тем же успехом попытаться сыграть и в адвоката дьявола. Предположим, что ученые преодолели все медицинские ограничения и начали производить абсолютно здоровых клонов. Многие люди до сих пор выступают против клонирования в принципе. Часть доказательств с их стороны, однако, опирается на понятные, но, к счастью, ложные представления о генетическом детерминизме, идее, что ДНК существенно влияет на биологию и личность человека. С каждым новым геномом, который удается секвенировать ученым, становится все более понятно, что гены определяют возможный, а не неизбежный ход событий. Это лишь генетическое влияние , и не более того. Не менее важные эпигенетические исследования показывают, что изменения окружающей среды способны повлиять на работу и взаимодействие генов, и точное клонирование кого-либо может потребовать сохранения всех эпигенетических тегов, возникающих от каждого пропущенного обеда и каждой выкуренной сигареты. Люди, как правило, забывают, что уже слишком поздно предотвращать появление человеческих клонов: они живут среди нас даже сейчас, и эти монстры называются… однояйцевые близнецы. Клон и его оригинал похожи друг на друга не больше, чем близнецы, со всеми их эпигенетическими различиями, и есть причина подозревать, что на самом деле близнецы даже более схожи.

Подумайте: греческие философы обсуждали проблему корабля, корпус и палубы которого постепенно гниют доска за доской – и в конце концов через пару десятков лет каждая доска, каждый кусок дерева заменен другим. Будет ли это тот же самый корабль? Почему да или почему нет? Любого человека тоже можно представить героем подобного парадокса. Атомы в теле до смерти успеют обновиться много-много раз, так что нельзя сказать, что у нас одно и то же тело на протяжении всей жизни. Тем не менее мы ощущаем себя тем же самым человеком. Почему? Потому что, в отличие от корабля, у каждого из нас есть память: поток мыслей и воспоминаний, который не иссякает. Если существует душа, то этот объем памяти ею и является. Однако у клона не будет тех же воспоминаний, что у его родителя, – ведь он вырастет на другой музыке, ему будут нравиться другие персонажи, его организм будет подвергаться воздействию другой еды и прочих химикатов, а его мозг – воздействию новых технологий. Сумма этих различий разграничит вкусы и наклонности клона и родителя и приведет к разграничению внутреннего мира и разделению душ. Клонирование, таким образом, не производит абсолютных двойников, а ограничивается лишь внешним сходством. ДНК определяет наше существование, но то, как будет очерчен круг наших возможностей – как мы будем выглядеть, какими болезнями болеть, как наш мозг станет переносить стрессы, искушения, неудачи, – зависит не только от ДНК.

Не стоит путать: я здесь не выступаю сторонником клонирования. Во всяком случае, эти доводы выступают против – ибо будет ли в этом смысл? Скорбящие родители могут пожелать клонировать своего умершего ребенка и тем самым облегчить муки, которые они испытывают каждый раз, проходя мимо пустой детской. Психологи могут захотеть клонировать Теда Качинского[101]или Джима Джонса[102], чтобы узнать, как можно обезвредить социопата. Но если клонирование не оправдает их ожиданий – а оно, скорее всего, и не оправдает – то зачем оно нужно?

 

* * *

 

Клонирование не только накручивает людей, заставляя их думать обо всяких ужасах. Оно отвлекает от других споров о человеческой природе, которые могут раздуть – и раздувают – генетические исследования. Как бы нам ни хотелось закрыть глаза на эти раздоры, они никуда не исчезнут.

У сексуальной ориентации есть генетическое обоснование. Пчелы, мухи, жуки, крабы, рыбы, змеи, сцинки, жабы и всяческие млекопитающие (бизоны, львы, еноты, дельфины, медведи, обезьяны) ведут беспечную сексуальную жизнь, и их совокупление часто кажется запрограммированным. Ученые открыли, что блокировка одного-единственного гена у мыши – двусмысленно названного FucM — может превратить самок мыши в лесбиянок. Человеческая сексуальность более причудлива, однако мужчины-геи (которых изучали тщательнее, чем женщин-лесбиянок) имеют значительно больше геев-родственников, чем мужчины-гетеросексуалы, выросшие примерно в тех же условиях, и в данном случае гены кажутся существенным фактором, определяющим различия.

С точки зрения дарвинизма это парадокс. Быть геем – значит уменьшить вероятность рождения детей и передачи им каких-либо «гей-генов», но гомосексуальность сохраняется в каждом уголке земного шара на протяжении всей истории человечества, несмотря на частые жестокие преследования. Согласно одной теории, гены гомосексуальности, возможно, это просто гены мужелюбия, гены андрофилии, которые заставляют мужчин влюбляться в мужчин, – но и женщины, которые влюбляются в мужчин, вероятно находятся под действием тех же генов, которые тем самым повышают их репродуктивный успех. Возможен и обратный вариант – гены андрофилии. Или, возможно, гомосексуальность возникает в результате побочного эффекта других генетических взаимодействий? Многочисленные исследования обнаруживают более высокий процент левшей и амбидекстров среди мужчин-геев, а также у геев зачастую наблюдаются более длинные безымянные пальцы. Конечно, никто реально не верит в то, что сексуальная ориентация зависит от того, в какой руке человек держит вилку. Однако некоторые гены, вызывающие серьезные последствия, могут определять и эти черты, возможно, связанные с деятельностью мозга.

Подобное открытие можно назвать палкой о двух концах. Поиск генетических связей может признать, что гомосексуальная ориентация – это врожденное и внутреннее состояние, а не извращенный «выбор».

Тем не менее люди уже беспокоятся по поводу возможности отбора и выделения потенциальных гомосексуалистов, с самого раннего возраста. Более того, эти результаты могут быть искажены. Один точный показатель гомосексуальности человека – это число старших биологических братьев; существование каждого из них увеличивает шансы на 20–30 %. Основное объяснение этому сейчас следующее: иммунная система матери создает все более сильную реакцию на каждую «чужую» Y-хромосому в своей утробе, и этот иммунный ответ как-то внедряет гомосексуальность в мозг эмбриона. Опять же, это может обосновать гомосексуализм с биологической точки зрения, но вы сможете увидеть, как наивный и озлобленный исследователь способен на словах исказить смысл этой иммунной связи и приравнять гомосексуальность к болезни, которая требует искоренения. Неутешительная картина.

Много неудобств генетикам доставляли и расы. С одной стороны, существование рас не имеет особого смысла. Люди менее разнообразны генетически, чем практически любой другой вид животных, однако их цвета кожи, пропорции, черты лица варьируются так же широко, как финалисты Вестминстерской выставки собак[103]. Одна из расовых теорий доказывает, что изолированные друг от друга группы перволюдей, находившиеся на грани исчезновения, мало чем отличались друг от друга. Но когда эти люди ушли из Африки и начали скрещиваться с неандертальцами, «денисовскими людьми» и бог знает кем еще, различия стали более существенными. В любом случае, некоторые участки ДНК у представителей разных народов должны различаться. Так, супружеская пара австралийских аборигенов никогда не произведет на свет рыжеволосого веснушчатого Шеймуса, даже если они переедут в Ирландию и будут там спариваться до Страшного суда. Цвет кожи закодирован ДНК.

Камнем преткновения, очевидно, являются не косметические вариации тона кожи, а другие потенциальные различия. Брюс Лан, генетик из Чикагского университета, начал научную карьеру с систематизации палиндромов и инверсий в Y-хромосоме, но ближе к 2005 году он стал изучать такие гены человеческого мозга, как микроцефалин и Aspm , которые влияли на рост нейронов. Хотя у людей наблюдаются разные и многочисленные версии этого гена, одна из версий часто передается «генетическим автостопом» и, по-видимому, она невероятно быстро распространилась среди наших предков. Этот ген дал человеку существенные преимущества в выживании, и, основываясь на способностях гена к стимуляции роста нейронов, Лан сделал предположение, что эти гены принесли нам познавательный импульс. Весьма любопытно, что дающие толчок к развитию познания микроцефалин и Aspm начали распространяться соответственно 35 тысяч лет до нашей эры (появление первобытного искусства) и 4 тысячи лет до нашей эры (возникновение первых городов). По горячим следам Лан отследил распространение этого гена у представителей различных современных народов и выяснил, что «мозгостимулирующие» версии гена появлялись у представителей европеоидной и монголоидной расы в несколько раз чаще, чем у негроидов. Хм…

Другие специалисты назвали эти выводы спекулятивными, безответственными, расистскими и попросту ложными. Эти два гена проявляются и во многих местах за пределами головного мозга, так что они могли помочь древним европейцам и азиатам и другими способами. Эти гены предположительно помогают сперматозоидам вертеть хвостиками быстрее и могут оснастить иммунную систему новым оружием. Они также могут быть связаны с появлением абсолютного слуха, особенно в тональных языках типа китайского. Еще более убийственный довод «против» состоит в том, что по данным последующих исследований люди с этими генами показали в тестах на IQ не лучшие результаты, чем те, у кого они отсутствовали. Это практически убивает гипотезу мозгового импульса, и Лан – который, ко всему прочему, был еще и иммигрантом из Китая – вскоре признал: «С научной точки зрения я оказался слегка разочарован. Но в контексте социальных и политических противоречий мне немного полегчало».

Брюс Лан не был единственным в своем роде: расовый вопрос фактически разделил генетиков на два лагеря. Кто-то на все лады божился, что рас не существует. Это «биологически бессмысленно», утверждали такие люди, это чисто социальная концепция. Термин «раса» на самом деле является несколько некорректным, и большинство генетиков предпочитает употреблять эвфемизмы вроде «этническая группа» или «популяция», которые, по убеждению ученых, действительно существуют. Но даже когда некоторые генетики хотят ввести цензуру расследований «этнических групп» и умственных способностей как врожденного показателя – они хотят моратория. Другие остаются уверенными в том, что всякое толковое исследование должно доказывать равенство рас и поэтому позволяют им продолжать. Конечно, и чтение лекций о расах, и указание, что их не существует, может лишь усилить противоположные убеждения. Это как «не думать о белой обезьяне».

Тем временем некоторые считающие иначе – и очень благочестивые – ученые уверены, что «биологическая бессмыслица» – это ерунда. С одной стороны, некоторые этнические группы плохо реагируют по чисто биохимическим причинам на определенные препараты от гепатита С, сердечной недостаточности и прочих болезней. Представители других групп из-за весьма скромных жизненных условий на древней родине их предков в наше время продуктового изобилия стали более уязвимы к нарушениям обмена веществ. Одна противоречивая теория доказывает, что потомки людей, захваченных рабовладельцами в Африке, сейчас имеют высокие показатели гипертензии в том числе и потому, что их предки, выжившие в ужасных условиях путешествия на рабовладельческом судне, накапливали в своих организмах питательные вещества, в особенности соль. Некоторые этнические группы даже имеют повышенный иммунитет к ВИЧ, но каждая из них – по собственным биохимическим причинам. В этом и прочих случаях – болезнь Крона, диабет, рак легких – доктора и эпидемиологи, которые полностью отрицают расовые различия, могут принести вред своим пациентам.

На более глобальном уровне некоторые ученые доказывают, что расы существуют, потому что каждый народ, бесспорно, имеет различные версии некоторых генов. Если проверить хоть пару сотен участков чьей-либо ДНК, можно практически в 100 % случаев определить принадлежность этого человека к одной из широких родовых групп. Нравится вам это или нет, но эти группы в целом соответствуют традиционному человеческому представлению о расах – негроидная, монголоидная, европеоидная (как определил один антрополог, «поросячье-розовая») и т. д. На самом деле между этими этническими группами всегда есть промежуточные состояния, особенно на географических перекрестках вроде Индии, и это делает понятие расы бесполезным, слишком неточным для многих исследователей. Но то, к какой расе люди сами себя относят, позволяет довольно четко определить границы биологических групп. И поскольку нам неизвестно, какую работу выполняет каждый отдельный вариант каждого конкретного участка ДНК, некоторые особо склочные и упрямые ученые, изучающие расы / популяции / этнические группы / как-хотите-так-и-называйте и утверждают, что исследование потенциальных различий рас по интеллекту – это совершенно нормально, подвергаются цензуре со стороны обиженных коллег. Как и ожидалось, и те, кто признает расовые различия, и те, кто их отрицает, обвиняют противоположную сторону в том, что она позволяет политике вмешиваться в науку[104].

Кроме расы и сексуальной ориентации, генетики уже начинают вступать в дискуссии по поводу преступности, гендерных отношений, пристрастия к наркотикам, ожирения и всего прочего. Вероятно, в ближайшие 10–20 лет генетические факторы и подверженность им будут найдены практически для каждой внешней черты или особенности поведения человека, какую ни возьми. Но независимо от того, что генетики выяснят по поводу этих черт, мы, прежде чем сопоставить генетику с социальными проблемами, должны учитывать несколько важных принципов.

Самое главное, вне зависимости от биологических обоснований конкретной черты спросить себя: неужели на самом деле имеет смысл обвинять и порицать кого-то, основываясь лишь на поведении нескольких микроскопических генов? Кроме того, помните, что большинство генетических предрасположенностей нашего поведения сформировалось в африканских саванах много тысяч, если не миллионов, лет назад. Так что эти предрасположенности, хоть и являются в каком-то смысле «естественными», сейчас вовсе не обязательно должны хорошо нам служить, ведь окружение человека с тех пор радикально изменилось. То, что случается в дикой природе, в любом случае является не очень хорошим ориентиром для принятия решений. Одна из самых грубых ошибок этической философии – это натуралистическое заблуждение, согласно которому природа отождествляется с чем-то «правильным» и для того, чтобы оправдать или извинить предрассудки, употребляются слово «естественный». Мы, люди, являемся гуманными существами в том числе и потому, что можем заглянуть за свою биологическую сущность.

В любом исследовании, которое затрагивает социальные вопросы, мы можем по крайней мере взять паузу и не обнародовать сенсационные заключения без достаточно полного доказательства. В течение последних пяти лет научные работники старались не покладая рук и секвенировали ДНК от большего и большего количества этнических групп по всему миру, чтобы максимально разнообразить состав того пула генов, который сегодня используется для исследований; вплоть до настоящего времени в нем содержатся преимущественно гены европеоидов. И некоторые ранние результаты, особенно полученные в результате проекта с говорящим названием «1000 геномов», показывают, что ученые, возможно, преувеличивают значение ДНК-изгибов – тех, что разожгли пламя идеи Лана об интеллектуальном различии рас.

К 2010 году генетики идентифицировали две тысячи вариантов человеческих генов, которые демонстрировали заслуживавшие внимания признаки; как правило, небольшое различие между этими генами служило признаком того, что имел место «генетический автостоп». И когда ученые определили, чем отличаются эти примечательные варианты от непримечательных, они отыскали случаи, в которых триплет ДНК мутировал и образовывал новую аминокислоту. Это имело смысл: новая аминокислота могла изменить состав белка, и если в результате этого изменения появлялось нечто более жизнеспособное, естественный отбор действительно мог внедрить новую форму в популяцию. Однако когда ученые исследовали прочие регионы, они находили те же знаки перемен в генах со «спящими» мутациями – мутациями, которые из-за избыточности в генетическом коде не сумели изменить аминокислоту. Естественный отбор не смог внедрить эти изменения, потому что мутация оказалась бы незаметной и не принесла бы организмам никакой пользы. Другими словами, многие видимые ДНК-изгибы могут оказаться ложными, искажающими прочие эволюционные процессы.

Это не значит, что ДНК-изгибов не существует; ученые до сих пор верят, что гены переносимости лактозы, структуры волоса и некоторых прочих черт (включающих, по иронии судьбы, и цвет кожи) могли внедриться в различные этнические группы в различных местах вместе с мигрантами, которые столкнулись с разным природным окружением за пределами Африки. Но это могло иметь место лишь в некоторых случаях. Большинство изменений в природе человека протекают медленно, и, возможно, ни одна из этнических групп не «вырывалась вперед» в генетическом тотализаторе, приобретая особенно успешные гены. Любые доказательства обратного – особенно учитывая, как часто якобы научные доводы об этнических группах рассыпались в прах, – должны быть тщательно обработаны. Поскольку, как говорит старая пословица: «Это не то, что мы не знаем, что вызывает неприятности, – это то, что мы знаем, что их не вызывает».

 

* * *

 

Приобретение новых знаний в области генетики требует не только достижений в понимании того, как работают гены, но и достижений в области вычислительной техники. Закон Мура для компьютеров – гласящий, что мощность микрочипов удваивается примерно каждые два года – соблюдается уже десятилетиями, что объясняет, почему современный электронный собачий ошейник мощнее, чем компьютеры, рассчитывавшие полеты «Аполлонов» на Луну. Но с 1990 года генетические технологии превзошли даже прогнозы Мура. Современный секвенатор ДНК может за 24 часа выдать больше данных, чем весь проект «Геном человека» за десять долгих лет, и технологии становились все удобнее, распространяясь по лабораториям и опытным станциям по всему миру. После убийства Усамы бен Ладена в 2011 году американские военные идентифицировали его – путем сравнения ДНК с образцами, взятыми у родственников – в течение пары часов, в середине океана, в глухую ночь. В то же самое время стоимость секвенирования целого генома устремилась вниз, как тело в свободном полете в вакууме, – от трех триллионов до десяти тысяч долларов, от одного доллара за основание, до примерно трех десятитысячных долей цента. Если в наше время ученые желают изучать отдельный ген, зачастую оказывается дешевле секвенировать целый геном вместо того, чтобы хлопотать над изолированием одного гена и секвенированием лишь части генома.

Конечно, ученым до сих пор приходится анализировать невообразимое количество А, Ц, Г и Т, которые они собирают. Будучи посрамлены результатами проекта «Геном человека», они понимают, что не могут лишь таращиться на поток рядов данных и ожидать озарения, в стиле фильма «Матрица». Им необходимо изучить, как клетки склеивают ДНК, и учесть эпигенетические «примечания», а это гораздо более сложный процесс. Им нужно изучить, как гены работают в группах, и как ДНК упаковывает их в трехмерную конструкцию внутри ядра. Столь же важно для них определить, как культура клеток, являющаяся побочным продуктом ДНК, в свою очередь, влияет на генетическую эволюцию. На самом деле некоторые ученые доказывают, что петля обратной связи между ДНК и культурой не просто повлияла, но и определила эволюцию человека в течение примерно 60 тысяч последних лет. Чтобы справиться со всеми этими задачами, необходимо задействовать очень мощную компьютерную технику. Крейг Вентер потребовал суперкомпьютер, но генетики будущего, возможно, обратят внимание на саму ДНК и исследовательские технологии, основанные на ее блестящих вычислительных мощностях.

Та сторона вещей, которая имеет отношение к программному обеспечению, так называемые генетические алгоритмы, могут помочь решить сложнейшие проблемы, поставив себе на службу силу эволюции. Если вкратце: генетические алгоритмы моделируются компьютерными командами, которые связываются программистами воедино, как индивидуальные «гены» вместе образуют цифровые «хромосомы». Программист может начать проверять примерно десяток программ. Он кодирует команды генов в двоичном коде и объединяет их в одну длинную последовательность, подобную хромосоме (0001010111011101010…). Затем начинается самое интересное. Программист запускает каждую программу, оценивает ее и подвергает лучшие программы «кроссоверу» – обмену цепочками нулей и единиц, подобно тому, как хромосомы обмениваются ДНК. Далее программист запускает эти гибридные программы и оценивает уже их. На этом этапе лучшие из программ снова подвергаются кроссоверу и обмениваются нулями и единицами. Процесс повторяется снова и снова, позволяя программам развиваться. Эпизодические мутации – обмены нулей на единицы или наоборот – приносят большее разнообразие. В конце концов, генетические алгоритмы объединяют лучшие «гены» из самых разных программ в одну, близкую к оптимальной. Даже если в начале иметь дело с самыми отсталыми программами, генетическая эволюция автоматически улучшит их, и они сфокусируются на лучших образцах.

Если говорить о компьютерах (приравнивая к ним и человеческий мозг), ДНК когда-нибудь может заменить или дополнить кремниевые транзисторы и физически выполнять расчеты. Можно вспомнить известную историю о том, как ДНК использовалось для решения классической проблемы коммивояжера. В этой головоломке, напомним, коммивояжер вынужден проехать, допустим, по восьми городам, разбросанным по всей карте. Он должен посетить каждый город лишь однажды, но, покинув один город, он не может прибыть в него еще раз, даже не может пересечь свой путь в любом другом месте. К несчастью, дороги между городами очень запутаны, так что определить правильный порядок посещения не так-то и легко.

Чтобы увидеть, как ДНК может решить эту задачу, приведем гипотетический пример. В первую очередь нужно взять два одноцепочечных набора фрагментов ДНК. Первый набор будет представлять собой восемь городов, которые нужно посетить, и его отрезки могут обозначаться случайными последовательностями А – Ц – Г – Т: например, Су-Фолс может быть А – Г – Ц – Т– А – Ц – А – Т, а Каламазу – Т – Ц – Г – А – Ц – А – А – Т.

Для второго набора будем использовать карту. Каждая дорога между двумя городами получает свой фрагмент ДНК. Однако – и в этом суть – эти фрагменты мы будем распределять не случайным образом, а поступим умнее. Допустим, шоссе № 1 начинается в Су-Фолс и заканчивается в Каламазу. Если вы используете первую половину фрагмента дороги, меняя местами А с Т и Ц с Г в половине букв, которыми шифруется Су-Фолс, а во второй половине этого фрагмента проделаете ту же операцию со знаками, принадлежащими Каламазу, то шоссе № 1 свяжет два города:

 

 

После такого же кодирования каждой из оставшихся дорог и городов начинаются собственно расчеты. Смешиваем в пробирке все эти фрагменты ДНК, хорошенько встряхиваем – и, вуаля, получаем ответ. Так в пробирке отыщется более длинная цепочка ДНК, теперь уже двуспиральная, со всеми восемью городами на одной цепочке, в том порядке, в котором нужно посетить города, а на комплементарной цепи окажутся все дороги в правильном порядке.

Конечно, ответ будет записан в биологическом эквиваленте машинного кода (ГЦГАГАЦГТАЦГААТЦЦ…) и будет нуждаться в расшифровке. И в то время как пробирка содержит много копий правильного ответа, свободно плавающая ДНК неуправляема, а кроме нее в пробирке содержатся триллионы неправильных решений – решений, согласно которым придется возвращаться в города, или не посещать какой-либо из городов, или бесконечно кружиться между двумя городами. Кроме того, выделение правильного ответа, очистка «правильной» цепочки ДНК потребует целой недели монотонной работы в лаборатории. Конечно, до участия в шоу для эрудитов, например в «Своей Игре», ДНК-компьютеру далеко… Однако можно понять людей, получающих удовольствие от всей этой рутины. Один грамм ДНК вмещает содержимое триллиона компакт-дисков. Если бы наши ноутбуки вмещали такой объем информации, они бы были подобны старым добрым компьютерам-мастодонтам, в одиночку занимавшим огромные комнаты. К тому же эти «ДНК-транзисторы» могут одновременно осуществлять расчеты с гораздо более высокой скоростью, чем цепочки кремниевых транзисторов. Возможно, лучшие из всех «ДНК-транзисторы» могут собирать и копировать самих себя при минимальных затратах.

Если дезоксирибонуклеиновая кислота действительно может заменить кремний в компьютерах, генетики смогут эффективно использовать ДНК для изучения ее собственных привычек и истории. ДНК уже может распознавать самое себя: определять, как ее нити соединяются друг с другом. Соответственно, ДНК-компьютеры могут дать молекуле другой скромный уровень рефлексии и самосознания. ДНК-компьютеры могут даже помочь ДНК обновить саму себя и улучшить свою собственную функцию. (Это заставляет задуматься, что же первично…)

Но какие улучшения ДНК могут принести эти вычисления? Совершенно очевидно, что можно исправить многочисленные помехи и сбои, приводящие к всевозможным генетическим заболеваниям. Эта контролируемая эволюция сможет наконец-то позволить нам избежать беспощадных действий естественного отбора, который требует, чтобы большинство особей рождалось с какими-то генетическими отклонениями – просто чтобы меньшинство получило возможность поступательно развиваться. Мы сможем улучшить наше здоровье, сформировав ген, который будет переваривать кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы (современный ответ древнему гену мясоедения – АпоЕ ). Более того, мы, возможно, будем в состоянии перепрограммировать свои прически и отпечатки пальцев. Если глобальное потепление станет распространяться все шире и шире, у человека может появиться потребность увеличить площадь поверхности тела для излучения тепла: раздутые тела сохраняют больше тепла (вот почему неандертальцы, жившие в Европе в ледниковый период, имели бочкообразные грудные клетки). Кроме того, некоторые мыслители предлагают корректировать ДНК не «настраивая» существующие гены, а устанавливая дополнения на лишнюю пару хромосом и внедряя эту пару в эмбрионы[105]– своеобразный биологический «патч». Это может предотвратить скрещивание особей разных поколений, но может и привести нас снова в те времена, когда нормой считались 48 хромосом.

Эти изменения могут сделать ДНК жителей всего мира даже более похожей, чем сейчас. Если потрудиться с цветом волос, глаз и фигурами, можно добиться, что все мы, как и наша ДНК, будем выглядеть одинаково. Но если сравнить эту ситуацию с историческими закономерностями развития других технологий, все может пойти и по совсем другому пути: наша ДНК может стать столь же разнообразной, как и наши вкусы в одежде, музыке и еде. В этом смысле ДНК способна привести нас к полному постмодернизму, и само понятие стандартного генома человека может исчезнуть. Геномный «текст» может стать бесконечно переписываемым палимпсестом, и метафора ДНК как конкретного «сценария» по конкретной «книге жизни» станет уже не актуальной.

На самом деле далеко не факт, что это все реально может произойти за пределами нашего воображения. В отличие от книг и сценариев – творений человека – ДНК не имеет фиксированного, точного значения. Или, скорее, имеет значение, которым мы сами его наделяем. В этом смысле мы должны интерпретировать ДНК весьма аккуратно скорее не как прозаический текст, а как мудреное и пышное высказывание оракула.

Как и ученые, изучающие ДНК, древнегреческие паломники, задававшие вопросы дельфийскому оракулу, всегда узнавали о себе что-то мудрое, но редко слышали в ответ то, что предполагали узнать в первую очередь. Верховный правитель Крёз однажды спросил оракула, удастся ли ему победить другого правителя в битве. Оракул ответил: «Ты разрушишь великую империю». Крёз и разрушил – свою собственную. Этот же оракул сообщил Сократу, что «нет никого мудрее» него. Сократ усомнился в этом, и сомневался до тех пор, пока на самом деле не был признан величайшим мудрецом. Затем он понял, что в отличие от прочих мудрецов он по крайней мере признавал свое невежество и не обманывался «знанием» того, что он на самом деле не знает. В обоих случаях пророчество стало правдивым только по прошествии времени, когда люди собрали все факты и смогли расшифровать непонятные места. То же и с ДНК: она слишком часто говорит нам то, что мы хотим услышать, и любой драматург может поучиться у нее мастерству иронии.

В отличие от дельфийского, наш оракул вещает до сих пор. Начиная с крайне скромного старта, претерпевая неожиданные повороты и оказываясь на грани вымирания, наша ДНК (а также РНК и прочие – НК) смогли создать нас – существ, оказавшихся достаточно сообразительными, чтобы открыть и расшифровать ДНК внутри себя. Но сообразительных лишь в той степени, чтобы понять, насколько эта самая ДНК нас ограничивает. ДНК открыла нам целый клад историй о нашем прошлом, которые, казалось нам, потеряны навсегда, и наделила нас мозгами и любопытством, подходящими для того, чтобы раскапывать еще больше таких кладов на протяжении веков. И несмотря на всю амбивалентность и двусмысленность, чем больше мы узнаем, тем более желанной и соблазнительной становится перспектива изменить эту самую ДНК. Она наделила нас воображением, и мы сейчас можем представить, как освободимся от строгих цепей, которыми она охватывает нашу жизнь. Мы даже можем представить себе переделку нашего химического состава; мы можем представить переделку всей известной нам жизни. Эта молекула-оракул, кажется, обещает, что если мы продолжим стараться, продолжим исследовать, прощупывать и всячески возиться с нашим генетическим материалом, то привычная нам жизнь и вправду может прекратиться. И помимо собственной красоты генетики, отрезвляющих озарений и неожиданных смешных моментов, которые обеспечивает изучение ДНК, оно (и в том его привлекательность!) также обещает нам поведать все больше, больше и больше о нашей ДНК и наших генах, наших генах и нашей ДНК.

 

 

Предыдущая статья:Глава 15. Как пришло, так и ушло Следующая статья:Эпилог. Когда геномика переходит на личности
page speed (0.0127 sec, direct)