Властелин ДНК. Как гены меняют нашу жизнь, а наша жизнь – гены Моалем Шарон

UNIVЕRSUМ

О науке, ее прошлом и настоящем, о великих открытиях, борьбе идей и судьбах тех, кто посвятил свою жизнь поиску научной Истины

Sharon Moalem

with Matthew D. Laplante

Inheritance

How Our Genes Change Our Lives – and Our Lives Change Our Genes

Серия основана в 2013 г.

Ведущий редактор серии Ирина Опимах

Перевод с английского Дмитрия Щепетова

Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Властелин ДНК. Как гены меняют нашу жизнь, а наша жизнь – гены / Ш. Моалем; пер. с англ. Д. Щепетова. – М.: Лаборатория знаний, 2016. – 224 с.: ил. – (Universum). – ISBN 978-5-906828-64-4.

Подготовлено при участии ООО «Лаборатория Базовых Знаний»

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

Copyright © 2014 Sharon Moalem Это издание опубликовано по договоренности с Grand Central Publishing, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США. Все права защищены.

© Перевод на русский язык, оформление. Лаборатория знаний, 2015

Введение

Всё переменится

Помните, как учились в седьмом классе?

А одноклассников? Учителей? Как звали завуча и директора? Помните звук звонка и что давали на обед в школьной столовой? Помните, как впервые влюбились? Или как ребята курили в туалете на переменах?

Может быть, ваши воспоминания кристально ясны. А может, школьные годы уже не столь живы в вашей памяти.

Как бы ни обстояли дела, воспоминания о пережитом остаются с нами навсегда. Даже то, что мы, кажется, совсем не помним, ютится где-то на задворках подсознания. И в любой момент может выскочить, как чертик из табакерки, хотим мы этого или нет.

Но на самом деле всё еще сложнее. В организме постоянно идут процессы регенерации и разнообразные перестройки. Опыт прошлого оставляет неизгладимый след, даже если он выглядит абсолютно незначительным. Всё – от первой любви до недоеденной котлеты – остается в нашей памяти.

И, что еще важнее, след этот остается и на генетическом уровне.

Всех нас учили в школе, что наследственность – это геном, состоящий из трех миллиардов «букв». В середине XIX века Грегор Мендель изучал наследование признаков гороха. Это и стало основой современной генетики[1]. Кто мы такие, определяется генами, которые достались нам в наследство от предков. Немножечко от папы. Немножечко от мамы. Хорошенько перемешать, и вот появляетесь вы.

Такому закостенелому представлению о генетической наследственности учат в школе до сих пор. Ученики решают задачки по генетике, пытаясь понять, как унаследовали цвет глаз и волос. Когда-то Мендель писал: «У нас нет особого выбора в том, что мы получим от предков и передадим потомкам. Все наше генетическое наследство определяется в момент зачатия».

Но это совсем не так!

Прямо сейчас, где бы вы ни были и чем бы ни занимались, читая эти строки, ваша ДНК непрерывно меняется[2]. Пока вы сидите за столом на работе, крутите педали велосипеда, едете в поезде или летите в самолете, мириады маленьких переключателей щелкают в ответ на все, что вы делаете, видите или слышите.

Эти изменения в ДНК определяются всей вашей жизнью: местом, где вы живете; пищей, которую едите; трудностями, с которыми сталкиваетесь. А ведь все это можно поменять. Значит, и вы можете измениться. Измениться на генетическом уровне.

Было бы глупо отрицать, что наши гены влияют на нашу жизнь. Еще как влияют! И чем больше мы узнаем о том, как работает геном, тем яснее становится, что имеет значение каждая отдельная буковка-нуклеотид. И порой все оказывается устроено так, как даже самые смелые научные фантасты не могли и вообразить еще лет десять назад.

Но с каждым следующим открытием мы получаем и новые инструменты, необходимые, чтобы отправиться в новую, генетическую, одиссею. Нужно взять потрепанную карту нашего генома и проложить на ней новый курс для нас, наших детей и всех будущих поколений. С каждым днем мы всё лучше понимаем, как наши гены влияют на нас самих и как мы влияем на них. А сама идея гибкости наследования меняет все.

Пищу, которую мы едим, и упражнения, которые должны делать. Психологию и межличностные отношения. Лекарства. Судебные тяжбы. Образование. Наши законы. Наши права. Старые догмы и глубокие убеждения.

Вообще всё.

Даже саму смерть. Многие уверены, что в момент смерти наша жизнь обрывается. Но и это не так. То, каковы мы, – результат событий жизни наших отцов и праотцов. Ведь генетическая память не так легко «забывает».

Мы унаследовали то, через что прошли наши предки: войну и мир, изобилие и голод, переселение, болезни. А раз унаследовали, значит можем передать потомкам. И так поколение за поколением.

Возможно, мы передадим будущим поколениям рак. Или склонность к избыточному весу. Или болезнь Альцгеймера. А может, напротив, долголетие. Или отважное сердце. Или даже просто счастливую жизнь.

Но сегодня мы понимаем, что способны не только слепо принять наследие предков, но и отказаться от него. Эта книга для тех, кто уже сейчас решился на такой шаг.

В своей книге я поделюсь приемами, которыми пользуюсь как врач и ученый. Поведаю о том, как применяю в повседневной практике новейшие достижения генетики человека. Расскажу о некоторых своих пациентах. Приведу примеры того, какое значение в жизни людей обретают медицинские исследования. Я изложу суть исследований, в которых участвовал сам. Я буду говорить об истории, об искусстве, о супергероях и звездах. Я покажу взаимосвязь вещей, которая навсегда изменит ваш взгляд на мир и самих себя.

Я проведу вас по тонкой грани между повседневным и неведомым. Да, это путь не из легких. Но картина, которая вам откроется в конце, не сравнима ни с чем.

Мой взгляд на мир далек от общепринятого. Но именно это позволило мне, изучая генетические заболевания, лучше понять человеческую природу и сделать удивительные открытия в, казалось бы, несмежных областях науки. Мои исследования принесли множество патентов в области технологий здравоохранения. Например, мой подход к жизни и науке позволил мне открыть сидеромицин – новый антибиотик, действующий на бактерий, устойчивых к обычным антибиотикам.

Мне посчастливилось работать с лучшими врачами и учеными современности. Я своими глазами видел многие из самых сложных и редких генетических заболеваний. Сотни людей доверяли мне самое дорогое – своих детей.

Вот почему я отношусь к тому, о чем пишу, с полной серьезностью. Это не значит, что книга, которую вы держите в руках, заумная и нудная. Да, многие истории в ней печальные. Некоторые концепции противоречат общепринятым теориям. А часть идей и вовсе могут показаться жуткими.

Однако, если вы мне поверите, ваша жизнь переменится. Новое знание поможет вам переосмыслить прошлое и настоящее, а потом – повлияет на будущее.

Уверяю, к концу книги ваш взгляд на собственный геном и на то, как он формировал вас, никогда уже не будет прежним.

Вы готовы взглянуть на генетику по-новому? Если да, тогда я – ваш проводник. Мы пройдем от нашего общего прошлого через потаенные закоулки настоящего к многообещающей, но опасной неопределенности будущего.

Сегодня наука стоит на пороге великих открытий. Откуда мы? Что с нами будет? Что мы получим, а что потеряем? Ответы на все эти вопросы уже близко – осталось только протянуть руку…

В этом наше неотвратимое ближайшее будущее.

В этом наше Наследие.

Глава 1

Как мыслят генетики

Уже некоторое время рестораторы Нью-Йорка навязывают своим посетителям здоровую пищу. Их меню составлено из вегетарианских блюд, приготовленных из фермерских продуктов. Везде указаны происхождение и свойства ингредиентов, а официанты с готовностью рассказывают, почему надо есть продукты без глютена, какие, оказывается, разные бывают жиры, что полезно, что вредно, и почему.

Джефф{1} был среди них белой вороной. Нет, он совсем не отрицал здоровое питание и не заблуждался относительно пристрастий посетителей. Просто он, как ресторатор, считал, что в его заведении еда должна быть в первую очередь вкусной. И когда его коллеги предлагали своим гостям диетические блюда из фрикеха и семян чиа, Джефф готовил огромные горы мяса, жареную картошку и прочие невероятные вкусности, от одного вида которых текут слюнки. И про которые любой диетолог скажет вам, что они вредны и от них образуются холестериновые бляшки. Но наш герой Джефф с успехом кормил своих клиентов и сам ел то, что подавали в его ресторане. Всегда и с огромным удовольствием.

Но вот со временем его анализы крови стали показывать все возрастающий уровень «плохого» холестерина. ЛПНП – липопротеиды низкой плотности – верный признак атеросклероза. Пришла пора что-то с этим делать. И учитывая наследственную склонность Джеффа к сердечно-сосудистым заболеваниям, врачи настойчиво порекомендовали ему увеличить количество фруктов и овощей в ежедневном рационе. Без ежедневного приема лекарств, говорили они, только кардинальная перемена образа жизни могла спасти Джеффа от надвигающейся угрозы сердечного приступа.

Всем пациентам с высоким уровнем ЛПНП и предрасположенностью к сердечно-сосудистым заболеваниям назначается такая диета. Для докторов это было простое и очевидное решение. Но не для Джеффа-Котлеты, как его прозвали коллеги по ресторанному бизнесу. Ведь для человека, который всю жизнь готовит, подает на стол и сам ест жареное мясо, переход на овощи и фрукты может стать серьезным ударом по репутации. И только мольбы молодой и красивой невесты Джеффа смогли перебороть его упрямство. Как настоящий профессионал, он взялся за то, чтобы ввести фрукты и овощи в свою привычную еду так, чтобы самому их не особенно замечать. Так родители прячут кусочки цветной капусты, которую не любят их дети, в недрах запеканки. А Джефф стал использовать больше овощей и фруктов в соусах и гарнирах к своим стейкам. Вскоре он не только знал, но и понимал, как должна выглядеть его диета. Он жил ею. Чуть меньше мяса. Чуть больше овощей на ужин. Фрукты на завтрак. Нормальный обед вместо перекуса.

Через три года здорового питания Джефф полностью вернул к норме уровень своего холестерина. Как же он был горд – ведь только благодаря смене образа жизни он решил серьезные проблемы со здоровьем. А это для большинства людей – недостижимые высоты.

Прошло еще несколько лет. Казалось бы, Джефф должен был чувствовать себя великолепно, однако… Вместо прилива жизненных сил он ощущал постоянную усталость. Его мучили газы и частые приступы тошноты. Обследование показало небольшие отклонения в работе печени. Сделали ультразвук, МРТ и в итоге сделали биопсию. Оказалось – рак.

Диагноз стал для всех сюрпризом. И в первую очередь для лечащего врача. Ведь у Джеффа никогда не было гепатитов B или C, а ведь именно они в подавляющем большинстве случаев оказываются причиной рака печени. Джефф не пил. Никогда не работал с канцерогенными химикатами. Он вообще ничего не делал такого, что могло бы привести к раку печени у молодого и здорового человека. Он вел здоровый образ жизни – такой, как ему предписали доктора. А Джефф – он просто не мог поверить, что все это происходит с ним.

Для большинства людей фруктоза просто делает фрукты сладкими. Но если вы, как Джефф, страдаете от редкого заболевания, называемого наследственной непереносимостью фруктозы, или ННФ, то поступающая с пищей фруктоза не разлагается до конца[3]. Это приводит к накоплению токсичных метаболитов. В первую очередь в печени. Причиной тому служит неспособность организма производить достаточно фруктозобисфосфатальдолазы B. И для таких людей яблоки не здоровая еда, а вовсе наоборот.

К счастью, рак у Джеффа обнаружили рано, и его вполне можно было вылечить. А еще одна перемена в диете – снова прочь от фруктозы – позволит еще очень долго дразнить кулинарных критиков.

Однако не всем больным ННФ так везет. Многие страдают всю жизнь от вздутия живота и тошноты, стоит им переесть фруктов или овощей. Обычно они так и не узнают почему, ведь никто, даже врачи, не воспринимают их жалобы всерьез. А потом уже становится слишком поздно.

Некоторые люди, страдающие ННФ, вырабатывают инстинктивную неприязнь к фруктозе. И такой защитный механизм позволяет им избегать продуктов, содержащих этот сахар. Им даже не надо понимать, в чем дело. Когда мы с Джеффом познакомились, я рассказал ему обо всем этом. Если люди с ННФ не прислушиваются к тому, что говорит им их тело, или получают неверные медицинские предписания, последствия бывают самые грустные. Все может закончиться инсультом, комой и преждевременной смертью от отказа органов или от рака.

К счастью для человечества, скоро можно будет положить этому конец. Не так давно даже самый богатый человек на Земле не мог заглянуть в свой геном. Это было просто технически невозможно. Сейчас выполняют секвенирование полного генома, или экзома, – анализ, позволяющий прочесть миллионы букв нуклеотидов, составляющих нашу ДНК. А стоит это меньше, чем хороший широкоформатный телевизор{2}. И с каждым днем становится все дешевле. Уже сейчас у нас есть огромное количество абсолютно новых генетических данных.

Но что нам делать со всеми этими данными? В этих буквах закодировано то, что досталось нам от предков. В случае Джеффа, например, обладая такой информацией, врачи могли бы с самого начала назначить диету с учетом ННФ. С подобным знанием легко предсказать, чего стоит избегать в рационе. Или, наоборот, какую еду есть почаще. Более того, можно принимать обдуманные и обоснованные решения о том, что делать со своей жизнью. И дальше мы поговорим о том, как.

Все это не значит, что доктора совершили ошибку, когда назначали Джеффу диету. По крайней мере, подобные случаи не считаются ошибками с точки зрения большинства врачей. Еще во времена Гиппократа лекари ставили диагнозы, опираясь на свой предыдущий опыт. В современной практике студентов-медиков учат тому, какое лечение лучше всего помогает при разных симптомах. Это знание опирается на огромную статистическую базу.

И обычно все так и работает. По крайней мере, для большинства людей. Чаще всего[4]. А вот Джефф оказался не таким, как большинство. Вовсе не таким. И вы не такой, как все. Никто не похож на «среднего человека».

Уже больше десятилетия прошло с тех пор, как был секвенирован первый геном человека. Сегодня сотни людей по всему миру знают свой геном частично или полностью. И с полной уверенностью можно сказать, что никто не похож на «среднестатистического человека».

Как-то для определенных исследований мы отбирали, как нам казалось, абсолютно здоровых людей. И у всех до одного обнаружили заметные генетические отклонения[5] от того, что мы привыкли считать нормой. А по крайней мере у каждого десятого было уже известное генетическое заболевание. Причем такое, с которым в той или иной степени понятно, как бороться.

На самом-то деле случай Джеффа – скорее исключение. Обычно такие отклонения не оказывают заметного влияния на жизнь человека. Но это вовсе не повод их игнорировать! Особенно теперь, когда мы можем находить и понимать такие случаи, а главное подходить к каждому из них индивидуально.

Конечно, не у каждого врача есть соответствующее образование и доступ к необходимым процедурам. Это не их вина, но современные доктора безнадежно отстают от научного прогресса. А значит, и их пациенты не имеют доступа к новейшим достижениям в лечении различных недугов.

Чтобы оставаться на переднем крае науки, уже недостаточно просто понимать генетику. Сегодня врач должен понимать еще и эпигенетику – науку о том, как генетические признаки меняются под действием внешней среды. И о том, как такие изменения могут быть унаследованы.

Хорошим примером тут служит импринтинг. Ведь в этом случае не так важно, что за ген вы наследуете. Важно, от кого – от отца или матери. Синдромы Прадера – Вилли и Ангельмана отлично показывают, как работает такой механизм наследования. На первый взгляд, они никак не связаны между собой. Да и на второй тоже.

Однако, если копнуть поглубже, оказывается, что с помощью генетического импринтинга можно унаследовать один и тот же ген во включенном или в выключенном состоянии. И все дело только в том, от кого из родителей этот ген наследуется.

Сегодня простые, подчиненные бинарной логике законы наследования, описанные Менделем в середине XIX века, уже не воспринимаются как единственно возможные. Но многие врачи не поспевают за успехами и новыми открытиями в области медицинской генетики. Рано или поздно врачебная практика догонит научный прогресс, ведь подобное бывало и раньше. Но разве вы не хотели бы уже сейчас обладать максимально полной информацией?

И именно поэтому я сделаю для вас то же, что сделал для Джеффа при нашей первой встрече. Итак, давайте начнем с вашего собственного случая.

Я всегда считал, что лучший способ узнать о чем-то – попробовать заняться этим самому. Приступим, засучив рукава.

И это не фигура речи, я действительно прошу вас засучить рукав. Не волнуйтесь, никаких уколов и проб крови не понадобится. Это вовсе не нужно. Многие пациенты считают, что генетическое обследование начинается с взятия анализов. Однако это не так, для начала вполне достаточно внешнего осмотра. Не понадобится ни крови, ни слюны, ни даже образца волос. Ведь уже по текстуре кожи, линиям на ладони и тому, как человек сгибает руку в локте, можно многое сказать про его наследственность.

Обычно люди думают, что если врачи хотят что-то узнать про их гены, они будут изучать непосредственно ДНК. И действительно, цитогенетики непременно посмотрят в микроскоп на ваши хромосомы. Но только лишь для того, чтобы удостовериться, что всё на месте, упаковано правильно и нет ничего лишнего.

Хромосомы очень маленькие – всего несколько микронов в длину. Но и их можно увидеть, если знать как. Можно даже увидеть, что какая-то небольшая часть одной из хромосом потеряна, удвоилась или повернута задом наперед. Но с отдельными генами все не так просто. И никакое увеличение тут не поможет. Наша ДНК представляет собой спираль. Немного напоминает то, как свивается ленточка, которой перевязывают коробку с подарком.

Существуют способы такую ленточку развязать и взглянуть на то, что внутри. Обычно сначала ДНК нагревают, чтобы расплести ее нити. Затем специальный фермент многократно копирует интересующий нас участок. И в конце мы добавляем специальные краски, чтобы эти кусочки увидеть. И то, что мы в итоге видим, может сказать нам больше, чем фотография. Или даже больше, чем рентгеновский снимок или результаты МРТ. Это очень важно, ведь изучению ДНК предстоит занять серьезное место в будущем медицины.

Но все это не то, что нам сейчас нужно. Ведь мы уже знаем, что искать. Даже складочка на мочке уха или особый изгиб бровей позволит диагностировать определенное генетическое состояние или порок развития.

Именно поэтому я предлагаю вам посмотреть на себя. Возьмите зеркало и взгляните на свое прекрасное лицо. Обычно люди хорошо представляют себе собственное лицо. Или по крайней мере им так кажется. Поэтому начнем с него.

Ваше лицо симметрично? Ваши глаза одного цвета? Глубоко ли они посажены? У вас тонкие или пухлые губы? А лоб – широкий? И виски – узкие или нет? Нос сильно торчит? Подбородок маленький?

Внимательно посмотрите на расстояние между глазами. Если оно больше размера одного глаза, у вас, возможно, глазной гипертелоризм.

Но волноваться не стоит. Часто врачи невольно пугают пациентов при обнаружении какого-нибудь состояния или особенности строения, если их название заканчивается на «-изм». На самом деле, даже если у вас немного гипертелоричные глаза, волноваться не о чем. У многих людей так бывает. Среди них – Жаклин Кеннеди и Мишель Пфайффер. Глазной гипертелоризм придает им дополнительный шарм. В общем, если ваши глаза расставлены немного шире, чем у большинства, – вы в хорошей компании.

Когда человек смотрит на чье-то лицо, глаза, расставленные немного шире обычного, делают это лицо более привлекательным, и все это происходит на бессознательном уровне. Исследования социологов показали, что и мужчины, и женщины в среднем считают более красивыми лица с широко посаженными глазами{3}. Модельные агентства даже специально выискивают новых рекрутов, наделенных такой чертой. И делают они так уже не одно десятилетие{4}. Почему мы подсознательно приравниваем красоту к легкой форме гипертелоризма? Случай одного француза, жившего в XIX веке, поможет нам ответить на этот вопрос. А звали этого француза Луи Вюиттон Маллетьер.

Вы наверняка знаете его как производителя самых красивых и дорогих сумок в мире. И как основателя одной из самых успешных корпораций в области моды.

В 1837 году он приехал в Париж. В свои шестнадцать лет Луи зарабатывал на жизнь, упаковывая багаж богатых парижан, отправлявшихся в далекие поездки. А еще он был подмастерьем у ремесленника, который делал добротные саквояжи{5}. У вас и самих наверняка есть такой старый дедовский чемодан. Лежит и собирает пыль на чердаке или антресоли. Согласитесь, в наши дни в аэропортах с багажом обращаются довольно грубо. Но это ничто по сравнению с тем, как было в эпоху, когда люди путешествовали в основном по морю. А ведь тогда нельзя было купить новый чемодан задешево в магазине. И саквояж должен был быть таким, чтобы без ущерба переносить все тяготы пути. До того как Луи стал делать свои чемоданы, большинство из них не были водонепроницаемыми, и потому их делали с покатой крышкой, чтобы вода стекала сама. И от этого они становились менее прочными. Не говоря уже о том, что такие чемоданы трудно ставить друг на друга. Одно из нововведений Луи – чемоданы не из кожи, а из вощеного холста. От этого они стали водонепроницаемыми, и их можно было делать плоскими. А одежда и вещи в них оставались сухими, что немаловажно, если путешествуешь морем.

Однако у Луи была серьезная проблема. Как убедить человека, незнакомого со стоимостью и трудностями производства чемоданов, что именно эти саквояжи, сделанные в его, Луи, мастерской, – лучшие в мире? В Париже задача решалась легко, там хватало рекомендаций, передаваемых из уст в уста. А вот расширить бизнес за пределы столицы Франции оказалось на порядок сложнее.

Эта проблема стояла и перед Луи, и перед его потомками. А ведь были еще и подделки. Конкуренты копировали вюиттоновские сумки и чемоданы, не заботясь о должном качестве. И тогда Жорж, сын Луи, придумал знаменитый логотип из перекрещенных L и V. Один из первых брендов Франции. Так, по замыслу Жоржа, покупатель мог сразу понять, что перед ним подлинная вещь. Где логотип, там и качество.

Но вот что касается «человеческого (биологического) качества», то тут все иначе – люди не рождаются на свет с ярлыками и логотипами. И потому за сотни тысяч лет эволюции мы выработали иные способы оценки и научились на взгляд – примерно – оценивать родство, здоровье и способность принести потомство.

Есть сходства в чертах лица, говорящие о родстве. Что-то вроде: «Да он весь в отца». Однако есть и другие факторы, определяющие то, как мы выглядим. Факторы, о которых мало кто задумывается. Наш облик рождается в сложнейшем танце клеток человеческого эмбриона. И каждый раз, когда танцоры запинаются, что-то навечно отпечатывается на лице. И все могут это увидеть. Начиная с четвертой недели после зачатия формируется внешняя часть нашего лица. Все начинается с пяти бугорков, о которых удобно думать, как о комках глины. И эти комки будут сливаться, сплетаться и перемешиваться, чтобы в итоге получилась гладкая и сложная поверхность человеческого лица. А когда что-то идет не так и части не сливаются нормально, образуется провал.

У этого процесса могут быть совершенно разные последствия. Иногда в итоге всего лишь остается небольшая ямочка на подбородке. Как у Бена Аффлека, Кэри Гранта, Джессики Симпсон и множества других людей. Так же может быть и с носом. Например, у Стивена Спилберга или Жерара Депардье. В других же случаях такой провал может оставить брешь в коже, обнажая мышцы, кости и прочие ткани. И это может стать местом проникновения инфекции.

То, что наши лица такие разные, делает их идеальной биологической «торговой маркой». Как и логотип Луи Вюиттона, наши лица говорят – о наших генах и о том, как мы развивались в утробе матери. И именно поэтому человек научился распознавать отдельные черты лица задолго до того, как появилось хоть какое-то представление об их значимости. Ведь это самый простой и быстрый способ оценить и сравнить людей вокруг себя. Мы неспроста придаем столько значения тому, как выглядим. Дело не только в эстетической составляющей. Хотим мы того или нет, на нашем лице написано многое о нашей генетике и о нашем прошлом. И даже о том, как обстоят дела с нашим мозгом!

Овал лица может рассказать о том, при нормальных ли условиях формировался мозг человека. Например, при голопрозэнцефалии полушария мозга формируются неправильно. И кроме повышенных шансов на инсульт и умственной отсталости у такого человека будут очень близко посаженные глаза. Это глазной гипотелоризм. Еще гипотелоризм часто связан с анемией Фанкони, генетическим заболеванием, нередким у людей, происходящих от ашкеназов или чернокожих обитателей Южной Африки{6}. Такое заболевание может привести к прогрессирующему поражению костного мозга и повышенному риску опухолей. Все это вполне объясняет, почему мы в череде поколений выработали симпатию к людям с чуть шире расставленными глазами. Расстояние между глазами определяет более 400 генетических признаков. А при оценке генетического наследия человека важны даже доли миллиметра.

Гипо– и гипертелоризм – всего лишь два признака, по которым можно судить о геноме человека и об условиях, в которых он рос и воспитывался. Есть и много других.

Давайте их поищем. Снова взгляните в зеркало. Внешние уголки ваших глаз выше внутренних? Или ниже? Форму промежутка между веками называют разрезом глаз. Внешние уголки глаз выше внутренних у многих людей азиатского происхождения. Косой разрез глаз для них норма и во многом определяет характерную внешность. А вот для всех остальных это опасный знак, говорящий о том, что у человека может быть трисомия по 21й хромосоме – синдром Дауна.

Иногда же бывает наоборот, что у человека внутренние уголки глаз сильно выше. Это может быть просто индивидуальной особенностью. А может быть симптомом синдрома Марфана, наследственного заболевания соединительной ткани. Им страдал, например, Винсент Скьявелли, один из любимых актеров Милоша Формана (он сыграл роль Фредриксона в «Пролетая над гнездом кукушки»). Для кастинговых агентов Скьявелли был просто «человеком с грустными глазами». А вот опытный генетик видел: вместе с маленькой нижней челюстью, плоскостопием и некоторыми другими малозаметными признаками разрез глаз Скьявелли – признак генетического заболевания. Причем без должного лечения оно приводит к проблемам с сердцем и ранней смерти.

Еще одно отклонение, с гораздо менее серьезными последствиями, – гетерохромия радужки, это когда у человека глаза разного цвета. Чаще всего гетерохромия – результат неравномерной миграции меланоцитов, клеток, которые вырабатывают пигмент меланин. Тут вы, наверное, вспомнили о Дэвиде Боуи, у которого глаза совершенно разные. Однако, если присмотреться, у него нет гетерохромии. Просто один зрачок у Боуи всегда расширен – результат драки изза девушки в старших классах.

А вот таких знаменитостей, как кинозвезды Мила Кунис, Кейт Босуорт, Деми Мур и Дэн Эйкройд, по праву можно назвать гетерохромами. Наверняка вы даже и не подозревали, что у них глаза разного цвета. И это неудивительно, ведь гетерохромия очень часто едва заметна.

Скорее всего, и среди ваших знакомых есть такие люди, но вы ничего не замечали, ведь обычно мы не смотрим в глаза друг другу пристально и подолгу. Хотя, конечно же, в вашей жизни есть кто-то, чьи глаза вы прекрасно знаете и всегда помните…

Но если речь не идет о наших возлюбленных, люди замечают гетерохромию только тогда, когда один глаз – ярко-голубой. Глаз цвета аквамарина – результат того, что при развитии плода пигментированные клетки отправились куда угодно, но только не в радужку глаз. А вот если кроме голубого глаза у человека еще и седая прядь в челке, следует задуматься о синдроме Ваарденбурга. Если ко всему прилагаются проблемы со слухом и широкая переносица, очень велик шанс, что именно носителя этого синдрома вы и наблюдаете.

Есть несколько типов синдрома Ваарденбурга. Самый частый из них – первого типа. Его вызывают изменения в гене под названием PAX3. Этот ген играет главную роль в регуляции миграции клеток из спинного мозга плода.

Изучение работы этого гена у людей с синдромом Ваарденбурга может стать ключом к пониманию других, куда более частых случаев. Например, есть данные о том, что PAX3 участвует в развитии меланом – опаснейшего вида рака кожи. И это только один из множества примеров того, как редкие отклонения помогают нам понимать, что это такое – человеческий организм{7}.

Давайте теперь переключимся на ресницы. Многие люди вообще не обращают на них внимания. А тем временем целая индустрия посвящена улучшению их внешнего вида. Существуют доступные любому способы наращивания ресниц и даже специальное лекарство, улучшающие их рост, – Latisse.

Посмотрите внимательно на свои ресницы. Все ли они растут в один ряд? Если есть выбивающиеся или даже целый дополнительный ряд, то у вас дистихиаз. И вы разделяете эту черту с целым рядом знаменитостей. Например, с Элизабет Тейлор. Считается, что это один из признаков, связанных с синдромом лимфедемы с дистихиазом, генетическим нарушением, вызываемым мутациями в гене FOXC2.

Слово «лимфедема» в названии синдрома говорит о том, что нарушается отток жидкости из конечностей, в особенности ног. Так бывает у всех, если долго сидеть в неудобной позе, – со временем отекают ноги и руки.

Но не все, у кого ресницы растут в два ряда, страдают от отеков. Причина этого не ясна. Может быть, у вас или кого-то из ваших близких есть лишний ряд ресниц. И пока вы специально не присмотрелись, никто ничего и не замечал.

Никогда не знаешь заранее, что найдешь, если научишься смотреть на окружающих в таком ключе. К примеру, всего год назад, во время обеда, я обнаружил дистихиаз у собственной жены. До этого я никогда не задумывался, отчего у нее такие густые ресницы. И даже полагал, что это просто макияж.

И хотя у нее нет ни одного другого симптома лимфедемы, удивительно, что я заметил особенную пышность ее ресниц, только прожив с ней пять лет. Получается, что каждый день можно находить что-то новое в супруге – пусть и с такого, чисто генетического ракурса.

Вся эта история еще раз показывает, сколько сокрытых сведений о нашей генетике таят наши лица. Надо лишь уметь правильно смотреть.

Думаю, что сейчас вы уже нашли у себя хотя бы одну черту, которая связана с тем или иным генетическим признаком, описанным выше. Но на самом деле вероятность того, что этот признак у вас и вправду есть, не так уж велика. У всех людей присутствуют те или иные особенности. И очень редко можно однозначно соотнести черту внешности с конкретным изменением генома. Но можно связать вместе несколько таких личных особенностей – проанализировать расстояние между глазами, их разрез, цвет, форму носа и сотни других. И тогда понять про человека очень и очень могое. Именно такой подход позволит нам проводить генетическую диагностику с невероятной легкостью. Ведь для этого не надо даже непосредственно заглядывать в геном.

На практике, если уже есть клинические данные, вызывающие подозрения, проводятся генетические тесты. Но вот если точной цели нет, прочесывать целый геном человека нет смысла. Это как искать иголку в стоге сена. Для этого требуется много времени и компьютерных ресурсов.

Ну, короче говоря, хорошо знать, что ты ищешь, это значительно облегчает задачу.

Пару лет назад я с женой был в гостях у ее старых друзей, с которыми раньше не встречался. Внешность хозяйки дома сразу бросилась мне в глаза.

У Сюзанны были чуть шире обычного расставленные глаза (гипертелоризм). Ее переносица – чуть шире нормы, а арка Купидона (как врачи называют выступ на верхней губе) – широкая и хорошо заметна. И, к тому же, Сюзанна немного ниже среднего роста.

К сожалению, я не мог видеть ее шею, которую скрывала прическа. Мне стало ужасно любопытно, и я притворился, что разглядываю постер к фильму 1959 года «Четыреста ударов» Франсуа Трюффо. Так мне все же удалось незаметно посмотреть на Сюзанну поближе.

Моя жена почти сразу поняла, что я делаю. Она отозвала меня в сторону и стала упрекать.

– Ну что ты опять пялишься? – сказала она мне. – Если сейчас же не прекратишь, люди подумают что-нибудь не то.

– Ничего не могу с собой поделать. Это совсем как с твоими ресницами, – ответил я. – Теперь, когда я уже заметил, не могу остановиться. Мне кажется, что у Сюзанны синдром Нунан.

Моей жене оставалось лишь тяжко вздохнуть. Она прекрасно понимала, чем все это закончится. Весь вечер я только и буду думать, что о возможных диагнозах и их проявлении во внешности гостеприимной хозяйки.

Это неизбежно. Если уж ты знаешь, на что смотреть, – не делать этого невозможно. И продолжать вести себя комильфо ну никак не получается. Вы, конечно, не раз слышали рассказы о том, как случайно оказавшиеся рядом врачи спасали жизнь пострадавшим в несчастном случае. Они ведь были уже на месте, когда машина скорой помощи еще только выезжала. А теперь представьте себе, что врач может распознать в пока еще вполне здоровом человеке признаки наступающего, серьезного недуга…

Чем дольше я смотрел на Сюзанну и общался с ней, тем тяжелее была дилемма, с которой мне пришлось столкнуться. Сюзанна и ее муж, да и другие гости ни в коей мере не были моими пациентами. И я пришел в этот дом вовсе не за тем, чтобы выискивать врожденные и наследственные заболевания хозяйки. Не так-то просто заговорить на такую тему с человеком, которого встретил впервые в жизни. Но и не замечать типичной внешности – глаз, носа и линии губ – я не мог. И тем более не мог не думать о том, что у нее есть особая складка на шее. Ведь «перепончатая шея» – очень частый симптом синдрома Нунан. А он очень опасен, поскольку влечет за собой проблемы с сердцем, нарушенное свертывание крови и множество других неприятных вещей.

Синдром Нунан – один из череды так называемых скрытых заболеваний. Присущие им черты внешности сами по себе не редкость. И, как и с дополнительным рядом ресниц, люди могут даже ни о чем и не подозревать до тех пор, пока не пройдут специальное обследование. Но только все это совсем не значит, что можно просто так подойти к Сюзанне и сказать: «Спасибо за великолепный ужин. Десерт был просто бесподобен. Кстати, вы знаете, что у вас потенциально смертельная врожденная патология, наследуемая по аутосомно-доминантному признаку?»

Вместо этого я попросил Сюзанну показать мне ее свадебные фотографии. Синдром Нунан обычно передается от родителя, у которого он тоже виден во внешнем облике. Свадебные фото могли прояснить мои подозрения. Ко второму альбому и не счесть к которой фотографии невесты со своей матерью мне все стало ясно. У них обеих были ярко выражены соответствующие характерные черты. Это наверняка был синдром Нунан.

– Невероятно, – сказал я, пытаясь начать сложный разговор окольными путями. – Вы так похожи на вашу матушку.

– Да, мне часто об этом говорят, – ответила Сюзанна. – Кстати, ваша жена говорила, чем вы занимаетесь.

В этот момент я уже и не знал, как быть дальше. К счастью, хозяйка сама пришла мне на выручку.

– У нас с мамой синдром Нунан. Вы, наверное, слышали о таком наследственном заболевании.

В итоге оказалось, что Сюзанне все известно про свой синдром. А вот большинство ее друзей, которые знали хозяйку очень давно, ни о чем и не подозревали. Гостей в тот вечер невероятно поразило, что я смог распознать ее болезнь по таким, казалось бы, обычным приметам внешности{8}.

На самом деле, тут не нужно специального образования. Вы и сами подобное делали, например, встречая человека с синдромом Дауна. Это может проходить мимо сознания, но взгляд цепляется за характерные признаки. Разрез глаз, короткие руки и пальцы, слишком высокий лоб, чрезмерно широкая переносица. Бессознательно, но вы проводили своего рода генетическую диагностику. Наблюдая в своей жизни достаточно случаев синдрома Дауна, вы научились связывать эти черты с медицинским диагнозом.

Так мы можем определять тысячи разных отклонений. И чем лучше мы это делаем, тем труднее остановиться. Порой это кого-то раздражает (как мою жену). Такая привычка может даже испортить приятный вечер. Однако это бывает очень важно. Ведь иногда только внешность человека выдает, что у него наследственное, врожденное заболевание. Хотите верьте, хотите нет, но нередко внешний вид – единственный надежный ключ к диагнозу. И сейчас я расскажу об одном из таких случаев.

Вернитесь к зеркалу и присмотритесь к участку кожи между губами и носом. Эта впадинка, отделенная двумя складками, называется фильтрумом. Именно здесь, когда формировалось ваше лицо, встретились два валика тканей. Примерно как две литосферные плиты, встречаясь, вздымают горы.

Помните, как я говорил о том, что наши лица – своего рода логотип? Своеобразный знак качества наших генов и нашего развития? Бывает, что складки фильтрума сглажены и плохо различимы, нос курносый, а глаза меньше среднего или расставлены немного широко. Такое случается, если мать выпивала во время беременности. В результате воздействия алкоголя развитие плода заметно нарушается. Когда мы слышим об алкогольной эмбриофетопатии, или алкогольном синдроме плода, то невольно вздрагиваем. Часто это сопряжено с серьезными патологиями. Часто, но не всегда. Порой изменения в развитии приводят лишь к небольшим особенностям черт лица и не более того.

Случаи алкогольного синдрома плода нередки. Однако, несмотря на весь прогресс медицины и генетики, нет ни одного надежного теста, позволяющего выявить алкогольную эмбриофетопатию. Единственный способ – внешний осмотр. Такой, как вы только что провели сами себе{9}.

Давайте теперь переключимся на ладонь. Теперь вы имеете представление о том, как признаки и их сочетания раскрывают генетику человека. А значит, вы сможете посмотреть на свою руку моими глазами.

Вот линии вашей ладони. Сколько из них представляют собой глубокие борозды? У меня – одна длинная и изогнутая, идущая напротив большого пальца, и две пересекающие ладонь поперек возле пальцев.

Есть ли у вас на ладони единственная ярко выраженная поперечная складка? Если да, причиной этого может служить трисомия по 21й хромосоме или алкогольный синдром плода. Но это совершенно не обязательно так. У каждого десятого есть такая складка хотя бы на одной руке, что никак не связано с нарушениями развития или наследственными болезнями.

Какие у вас пальцы? Не слишком ли они длинные? Если да, это может свидетельствовать об арахнодактилии[6]. Такое чрезмерное удлинение пальцев бывает вызвано синдромом Марфана и другими редко встречающимися синдромами.

Посмотрите на свои пальцы еще внимательнее. Сужаются ли они ближе к концам? Насколько глубоко посажены ногти? Обратите особое внимание на мизинец. Не загибается ли о в сторону других пальцев? Если загибается, это называется клинодактилией. Такой признак может быть результатом шести совершенно разных синдромов. А может и вовсе не быть никаким симптомом и не предвещать ничего плохого.

Теперь посмотрите на большие пальцы. Не слишком ли они широкие и не напоминают ли формой большие пальцы ног? Если да, у вас брахидактилия типа D. И этот признак вы разделяете, например, с Меган Фокс. Мало кто знает этот факт про знаменитую актрису, потому что на съемках сцен, где руки показаны крупным планом, используют дублеров{10}. Брахидактилия может быть симптомом болезни Гиршпрунга, при которой нарушается работа внутренних органов.

Следующий этап осмотра лучше провести вдали от посторонних глаз. Если вы сейчас дома или в каком-либо уединенном месте, разуйтесь и снимите носки. Разведите второй и третий пальцы ног. Посмотрите, есть ли между ними перепонка. Если есть, у вас, скорее всего, особое строение длинного плеча 2й хромосомы. Наличие такой перепонки называется синдактилией первого типа{11}. На ранних этапах внутриутробного развития у всех нас есть перепонки между пальцами. Но с течением времени складки кожи исчезают. За то, чтобы отмирали именно нужные клетки кожи, отвечают специальные гены.

Однако бывает так, что клетки эти не отмирают. Если перепонки между пальцами рук или ног мешают, их можно убрать хирургическим путем. Однако некоторые люди, наоборот, гордятся ими – ведь можно сделать пирсинг или татуировку на таком месте, которого у большинства людей и нет вовсе.

Но не всем по вкусу лишнее внимание и подобные способы украшения себя любимого. Зато ребенку с этой особенностью можно объяснить, что он сможет плавать лучше других. И это чистая правда. Вот, например, утки используют перепонки на ногах, чтобы грести, маневрировать и нырять под воду в поисках еды.

Как получилось, что у уток перепонки на ногах есть, а у большинства людей – нет? Ткань между пальцами их ног не исчезает благодаря белку под названием Gremlin. Наличие этого белка позволяет клеткам не выполнить программу самоуничтожения. Именно эта программа убирает перепонки между пальцами большинства птиц. И между пальцами человека. Если бы у уток не было белка Gremlin, у них бы были лапы, как у кур. Вот только толку от таких лап в воде немного.

Продолжим осмотр. Получится ли у вас дотянуться большим пальцем до запястья? А отвести мизинец назад больше, чем на прямой угол? Если получается, у вас может быть синдром Элерса – Данлоса. Это заболевание встречается часто, но на него редко обращают внимание. А стоило бы, ведь следует использовать специальные лекарства. Если не принимать при этом блокатор рецепторов ангиотензина2, могут возникнуть повреждения аорты. Все это звучит довольно жутко, но так и есть. И на самом деле, достаточно простого осмотра рук, чтобы заподозрить повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Именно так чаще всего врачи получают и применяют генетические данные в своей медицинской практике. Бывает, что приходится использовать последние достижения технологии, чтобы непосредственно взглянуть на генетический материал. Иногда даже ночами сидеть перед компьютером, сличая полученную последовательность с базами данных. Такая работа имеет больше общего с отладкой компьютерных программ, чем с привычной врачебной практикой. Но, как правило, все намного проще. Обычно достаточно комбинации самых простых приемов и методик. Случается и сочетать в работе внешний осмотр с поиском особых признаков и использованием передовых технологий. И только так можно понять, какие, казалось бы, небольшие изменения происходят в недрах человеческого организма.

Вам, наверняка, интересно, как все это выглядит на деле? Обычно еще до первой встречи с пациентом я уже кое-что про него знаю от других докторов. В идеальном случае это подробное письмо, рассказывающее, почему больного перенаправили ко мне, и в чем конкретно заключается его проблема. Иногда все уже понятно и требуется только подтвердить и без того верный диагноз.

Но бывает и не так.

Зачастую мне сообщают просто о непонятной «задержке развития». К примеру, пишут что-то вроде «гирсутизм или множественные пигментные пятна по типу линий Блашко». Использование компьютеров свело на нет проблемы с расшифровкой «врачебного почерка». Однако многие до сих пор испытывают особую гордость, используя непонятный и сложный язык терминов.

Конечно, может быть и похуже. Раньше некоторые позволяли себе делать в медицинских картах пометки типа «НС», что означало просто «неясный случай». На самом деле, врач, делавший пометку, хотел сказать, что он ничего не понимает, но что-то точно не в порядке. Многие сейчас стали писать более корректно и наукообразно – «дисморфия». Но это тоже ни о чем конкретном не говорит.

Но и такого нечеткого описания достаточно, чтобы я начал продумывать, что буду делать дальше. Важно заранее определить, какие вопросы задать пациенту и его родственникам. На что стоит обратить особое внимание при осмотре. Ведь не бывает так, чтобы вообще ничего не было известно. Даже одного имени может быть достаточно. Имя может заранее подсказать, к какому этносу принадлежит его носитель. При диагностике наследственных заболеваний это тоже важно. В некоторых культурах часто встречаются близкородственные браки, и имена родителей могут подсказать, не такой ли это случай{12}. Возраст говорит многое. Можно заранее предположить, на какой стадии находится развитие нарушений. Даже то, из какого отделения перенаправлен больной, важно – зная это, мы понимаем, какие из симптомов очевиднее и острее всего выражены. И для меня разбор этой информации – первый этап обследования.

Второй этап начинается, когда я вхожу в смотровую. Вы, наверное, слышали, что первые секунды собеседования при приеме на работу дают интервьюеру очень много информации о претенденте. У врачей все работает так же. Я сразу начинаю изучать черты лица пациента. Ну примерно так, как вы делали, глядясь в зеркало, когда читали начало этой главы. Я смотрю на глаза, нос, рот, губы, подбородок и все прочее. На каждую часть лица в отдельности и на все вместе. И первый вопрос, который я задаю, адресую себе: чем этот человек отличается от всех остальных?

Дисморфология – сравнительно молодая дисциплина. Она позволяет получить представление о генетическом материале человека по строению лица, рук, ног и остальных частей тела. Эксперты в этой области используют приемы, сходные с приемами искусствоведов, определяющих подлинность картины или скульптуры{13}. Только в итоге они определяют состояние здоровья. Или наличие заболевания, как наследственного, так и приобретенного. Но на внешнем осмотре все, конечно, не заканчивается. Мне нужно знать о пациенте куда больше.

В этом отличие моего подхода от подхода большинства врачей. Чаще всего их интересует только какая-то отдельная часть вашего тела. Кардиолог занимается сердцем и тем, как оно качает кровь по сосудам. Аллерголог знает все о том, как вы реагируете на пыльцу растений, загрязнители окружающей среды и прочие аллергены. Ортопед заботится о костях и суставах. Окулиста волнует только ваше зрение.

А вот меня как медицинского генетика интересует все. Каждая часть тела. Каждый изгиб, каждая складочка. Каждый недуг. И каждый секрет.

В ядрах наших клеток заключена целая энциклопедия. В ней всё о нашем прошлом и настоящем. И очень многое о том, что может случиться с нами в дальнейшем. Не все эти секреты одинаково доступны. Что-то узнать легко. Что-то – неизмеримо сложнее.

Главное – знать, где, что и как искать.

Глава 2

Когда гены шалят

Что могут рассказать о различии в экспрессии генов яблоко, метро и датский донор спермы

Сегодня в мире генетики датчанин Ральф – что-то вроде менделевского гороха.

Несколько лет его генетический материал, сперма, был седи самых востребованных на Земле, поскольку будущим матерям хотелось рожать высоких, сильных и светловолосых детей.

И желающих получить его сперму было немало.

За 500 датских крон (около 3000 рублей) (столько стоит образец) многие молодые люди в Дании сдают сперму. Конечно, если у них нужные физические и умственные параметры и высокая концентрация сперматозоидов. Молодым датчанам такое донорство помогает сводить концы с концами. Свободные нравы и внешность викингов сделали семя жителей этой страны объектом экспорта{14}. А Ральф очень хорош собой даже по скандинавским меркам.

Понятно, что дети, биологическими отцами которых были такие доноры, могут потом встретиться. И, не зная о своем родстве, даже завязать романтические отношения. Чтобы снизить риск нежелательных отношений, донорам спермы позволяется стать родителями не более 25 детей. На практике проверить это почти невозможно. У Ральфа, как я уже упоминал, были великолепное досье и выдающаяся внешность. Его популярность была столь высока, что, даже когда он сам перестал сдавать сперму по собственной инициативе, количество желающих заполучить его генетический материал не уменьшилось.

В итоге Ральф, известный большинству просто как «донор 7042», стал отцом по крайней мере 43 детей в разных странах.

Как оказалось, Ральф не просто распространял нордические гены по земному шару. Вместе с ними он, сам того не ведая, разносил отравленное семя. Среди прочих, он передавал потомкам ген, который вызывает нарастание излишних тканей. Иногда с не самыми приятными последствиями – свисающими пластами кожи, искривлениями черт лица или темно-красными наростами, похожими на сильные ожоги. Эта болезнь, приводящая к образованию опухолей, называется нейрофиброматозом первого типа (НФ1). Это заболевание, кроме всего прочего, может приводить к задержке умственного развития, слепоте и эпилепсии.

История донора 7042 и его незадачливых потомков привлекла широкое внимание общественности и привела к быстрым и радикальным переменам в законах, определяющих, скольких детей может иметь донор спермы. Однако для многих семей было уже слишком поздно{15}. Дети уже родились. Гены уже унаследованы. А принцип менделевской генетики, пришедшей из XIX века, не сработал в веке XXI.

Как же вышло, что сам Ральф не страдал от заболевания, которое передал потомкам?

Грегор Мендель не особо интересовался горохом. По крайней мере, сначала. Сперва этот любознательный монах хотел экспериментировать на мышах.

И только влияние строгого старика по имени Антон Эрнст Шаффготч изменило его намерения. А тем самым и ход истории.

Во времена Менделя не было места лучше для молодого монаха, увлеченного искусством или поиском научной истины, чем монастырь Святого Фомы в городе Брюнне (ныне – чешский Брно). Монахи этого монастыря, не забывая о своей основной миссии – служении Господу, – основали в стенах старого аббатства сообщество ищущих знания. Рука об руку с молитвой шла философия, а рядом с медитацией – математика. Монахи занимались музыкой, искусством и даже поэзией.

А еще они занимались наукой.

Даже сегодня их труды, споры и вообще взгляды на жизнь вызвали бы у глав Церкви негодование. А уж во времена долгого авторитарного правления папы Пия IX происходящее было неслыханным и казалось подрывающим все устои. И уж конечно, епископа Шаффготча все это не радовало.

Как Мендель писал в своих дневниках, Шаффготч терпел происходившее в аббатстве лишь потому, что многое ему было просто непонятно.

Вначале опыты Менделя с мышами – он наблюдал их брачное поведение – были весьма просты. Но вот для Шаффготча это было уже слишком{16}. Во-первых, клетки с грызунами в келье Менделя сильно пахли, что казалось епископу несовместимым с духовной чистотой, которая должна присутствовать в жизни истинного августинца. Во-вторых, эта работа была связана с сексом!

Мендель, как и все монахи монастыря Святого Фомы, давал обет безбрачия. На этом фоне интерес к половому поведению животных казался неуместным. По крайней мере, в глазах Шаффготча.

В итоге консервативный епископ приказал прикрыть «мышиный бордель». Если интерес Менделя и вправду лежал в области передачи признаков в череде поколений, сказал Шаффготч, работу можно продолжить на менее вызывающих объектах.

На горохе, например.

Для Менделя все это было просто злой шуткой. Ведь, хотя старый епископ этого и не понимал, растения тоже размножаются половым путем.

В результате следующие 8 лет Мендель выращивал горох. За это время он изучил более 30 000 растений гороха и по итогам тщательных наблюдений и скрупулезных записей выявил закономерности, по которым наследуются некоторые признаки. Размер стебля, цвет стручка и многие другие признаки передаются потомкам по определенным законам. Именно так родилось современное понимание парного взаимодействия генов. Того, как доминантные подавляют проявление рецессивных. И того, как сочетание двух рецессивных может давать особое строение.

Невозможно сказать, чем бы все закончилось, если бы Мендель продолжил работать на мышах. Изучая этих, куда более сложно, чем горох, устроенных животных, он мог бы упустить те закономерности, что так очевидны при выведении гороха со стабильно длинным стеблем, длинными стручками и гладкими зелеными горошинами. С другой стороны, мы не знаем, что бы понял одаренный монах, если бы продолжал опыты с мышами. Ведь он мог открыть нечто еще более выдающееся. Что-то из того, что его последователи начали понимать только век спустя. Позже мы обязательно к этому вернемся.

Как бы то ни было, работа Менделя, опубликованная в никому не интересном журнале «Труды Общества естественной истории города Брно», была не замечена научным сообществом. А в начале XX века, когда ученые вновь заинтересовались законами наследственности, Мендель уже давно покоился на центральном городском кладбище.

Работы многих провидцев, опередивших свое время, обретают новую жизнь после их смерти. Так и откровения Менделя ожили после открытия хромосом и генов, а затем и секвенирования ДНК. И на каждом этапе этого пути сохранялась неизменной главная мысль: всегда можно предсказать, кем мы станем, зная, какие гены мы унаследовали от наших предков.

Законы, которые он открыл, Мендель назвал законами наследственности{17}. И со временем люди привыкли именно так и думать о генетике – как о закодированной двоичным кодом инструкции, передающейся из поколения в поколение. Так, будто это какая-то древняя семейная реликвия. Может быть, она и не нужна, но и просто так выбросить ее нельзя. Ведь никто не хочет такого наследства, как то, что получили несчастные дети Ральфа. Но почему у самого Ральфа не проявились жуткие признаки, которые были у стольких его потомков?

Наследственное заболевание, поразившее потомков Ральфа, наследуется по аутосомно-доминантному типу. Это значит, что достаточно, чтобы только одна из копий гена была повреждена. И если у вас такая сломанная копия есть, вы с шансом около 50 % передадите ее каждому из своих детей. В рамках привычных всем законов Менделя должно получаться так, что если уж не повезло и такая копия у вас есть, то проявления болезни тоже непременно должны быть.

Ведь именно так про это рассказывают в школе. Все просто и логично. И легко поверить, что ты понимаешь, как происходит это волшебство – волшебство молекул, которые делают нас теми, кто мы есть. Со временем представления о генетике усложнились, но строятся они все равно на том же фундаменте. И догма, гласящая, что гены всегда идут в парах, никуда не делась. А если один из пары доминантен по отношению к другому, проявляются признаки, характерные для доминантного. Все признаки мы привыкли видеть именно в таком ключе. Карие глаза, способность сворачивать язык в трубочку, форма ушной мочки и наличие волос на тыльной стороне пальцев – все получается так потому, что доминантные гены подавляют рецессивные. А если встречаются два рецессивных, мы видим более редкие варианты, к примеру голубые глаза или умение отгибать фалангу большого пальца в другую сторону.

Но если все и вправду так, почему про Ральфа никто ничего не знал? Ведь его тщательно обследовали во всех клиниках, где он сдавал сперму. На самом деле Мендель, несмотря на огромный вклад в современную науку, упустил важнейшую деталь.

Изменчивость экспрессивности[7].

Нейрофиброматоз первого типа, как и многие другие наследственные болезни, может проявляться очень по-разному. В том числе и столь слабо, что его невозможно распознать. И именно поэтому никто и не подозревал, что популярный донор спермы болен. Не подозревал об этом и сам Ральф.

Болезнь Ральфа оставалась невидимой по причине изменчивости экспрессивности. По этой же причине одни и те же гены могут оказывать совершенно разное влияние на нашу жизнь. Одинаковые гены совершенно не обязательно проявляются одинаково. Даже если у двух людей совершенно одинаковая ДНК.

Вот, например, Адам и Нил Пирсоны. Они – однояйцевые близнецы и должны, по идее, иметь абсолютно одинаковый геном. В том числе и ген, определяющий нейрофиброматоз первого типа, у них одинаковый. Но у Адама лицо распухшее и деформированное. Причем настолько, что его иногда принимали за маску. А вот Нил внешностью немного похож на Тома Круза, но при этом страдает от потери памяти и приступов судорог{18}. Совершенно одинаковые гены экспрессируются по-разному. Тогда зачем мы вообще говорили про все те признаки в первой главе?! Там шла речь о типичных проявлениях определенных наследственных отклонений. Однако описанные проявления вовсе не покрывают весь спектр проявлений, вызванных такими отклонениями.

Неизбежно возникает вопрос, почему гены экспрессируются по-разному? Ответ прост. Это происходит оттого, что они реагируют на внешнюю среду не переходом из состояния «работает» в состояние «не работает». Да, набор генов задан еще до рождения, но это вовсе не предопределяет уровень их экспрессии. Раньше наследственность виделась нам в черно-белой гамме законов Менделя. Сейчас же мы начинаем постигать всю многоцветность палитры экспрессии.

В этом – новые трудности, которые современная наука создает медицинским генетикам. Пациенты приходят к нам за ответами и лечением, выраженным в ясных и понятных понятиях. Безобидно или злокачественно. Излечимо или неизлечимо. И совсем нелегко объяснить пациентам: то, что раньше считалось предопределенным и подчиненным двоичной логике, на самом деле устроено иначе. И знать это каждому больному необходимо, потому что только так можно принять самые важные решения в жизни.

И то, как человек живет, очень часто определяет его генетическую судьбу.

Вот поэтому я и хочу рассказать вам про Михаэля. Ему было 20 лет. Высокий и здоровый молодой человек. Красивой внешности, харизматичен и умен. Если бы в тот момент кто-то из знакомых девушек искал достойного жениха, я бы свел молодых людей вместе.

Не могу сказать почему, но мы сразу подружились. Может, дело было в одинаковом возрасте и похожем прошлом. Или в том, что оба мы занимались здравоохранением, пусть и пришли в него совершенно разными путями.

Я познакомился с Михаэлем вскоре после того, как его мать умерла, не выдержав долгой и безнадежной борьбы с метастазирующей нейроэндокринной опухолью поджелудочной железы. Перед самой ее смертью один прозорливый онколог предложил ей пройти генетическое тестирование. Так была обнаружена мутация, которая и нанесла несчастной женщине роковой удар, – она сидела прямо посередине гена супрессора опухолевого роста VHL.

Болезнь Гиппеля – Линдау – наследственное заболевание, вызывающее повышенный риск развития опухолей и врожденных патологий. Чаще всего затронуты бывают головной мозг, глаза, внутреннее ухо, кишечник и почки. Некоторые исследователи полагают, что печально известная история вражды Маккоев и Хаттфилдов[8] была вызвана отчасти именно болезнью Гиппеля – Линдау. Многие потомки Маккоев страдают от опухолей надпочечников, что может приводить к серьезному ухудшению характера{19}. Конечно, не у всех носителей синдрома он проявляется подобным образом.

Это еще один пример переменчивой экспрессивности. И точно так же, как ген, вызывающий NF1, которым страдали потомки Ральфа, ген VHL передается по аутосомно-доминантному типу наследования. Таким образом, болезнь будет проявляться, если даже одна копия гена сломана, а вторая – цела. И зная, как наследуется болезнь Гиппеля – Линдау, мы сразу же заподозрили, что и у Михаэля с вероятностью 50 % есть дефектная копия гена, которая передалась ему от матери. Он прошел соответствующий генетический тест, подтвердивший все наши опасения.

Болезнь Гиппеля – Линдау неизлечима, но если знать, что пациент ею страдает, можно специально искать опухоли еще до того, как проявятся последствия их развития, на начальной стадии заболевания. Именно так я и предложил Михаэлю поступать. В конце концов, достаточно и одной работающей копии гена VHL, чтобы контролировать рост клеток и держать в узде опухоли и злокачественные новообразования. Даже в случае, если вторая копия сломана или вовсе потеряна.

Существует гипотеза Кнудсона, согласно которой сочетание двух или более мутаций создает предрасположенность к развитию рака. Если вы, как Михаэль, знаете про себя, что вы на один шаг ближе к раку, чем остальные, следует предпринимать особые меры предосторожности. Радиация, органические растворители, тяжелые металлы и токсины – все это способно повредить ваши гены. И тем самым внести изменения, которые вы, вероятно, передадите вашим детям.