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

Но далеко не обязательно курить табак, чтобы этот процесс сломался. Достаточно быть носителем мутаций в определенных генах. Например, мутации в DNAI1 и DNAH5 меняют работу ресничек. Наследственное отклонение, вызванное такими мутациями, называется синдромом Картагенера. Так что работа ресничек, хоть она не видна на первый взгляд, очень важна. Ведь если они перестают функционировать как надо, мышечная и эластичные ткани легких постепенно разрушаются, пазухи носа отекают и в итоге дыхание становится весьма затрудненным. Все эти симптомы, которые вместе часто называют первичной цилиарной дискинезией, – результат наследственных патологий, при которых реснички по той или иной причине не получают сигнала, заставляющего их двигаться так, как положено.

А еще у людей с синдромом Картенгера часто бывает транспозиция органов, что дает прекрасную возможность старым профессорам проверить навыки молодых студентов-медиков. Мне и самому приходилось пройти такой тест, когда я был еще студентом. Во время учебного осмотра преподаватель велел мне пальпировать печень больной женщины. Эта техника ручного осмотра пациентов веками применялась для определения размеров печени. И даже сегодня, когда есть возможность ультразвукового исследования, пальпация не теряет своего значения. Преподаватель, конечно же, не предупредил меня, что у пациентки полная транспозиция органов. А значит, все основные органы расположены не там, где должны быть.

– Моалем, что-то не так? – спросил он меня, в то время как я неловко пытался нащупать печень, следуя процедуре, сотню раз проделанной при подготовке к экзаменам на друзьях, родственниках и пациентах.

– Ну… это… я…

– Давай же, это просто, и ты сто раз так уже делал.

– Тут это. в смысле. в общем, мне кажется. эээ.

К этому моменту я уже настолько растерялся, что не заметил, как пациентка, которая, конечно, заранее знала о розыгрыше, уже с большим трудом сдерживала смех. В итоге она таки не сдержалась и расхохоталась. Я сперва решил, что в попытке найти, как мне показалось, ее отсутствующую печень, я просто пощекотал пациентке бок. И только когда все в комнате тоже засмеялись, до меня наконец дошло, что же происходит.

Тогда мне было просто ужасно стыдно, а сегодня, вспоминая это происшествие, я понимаю, что на самом деле оно было чуть ли не одним из лучших уроков за все мое обучение. Ведь именно тогда я научился перед осмотром больного выкидывать из головы все заранее сделанные предположения.

Медику не так-то просто начать думать с чистого листа. Некоторые вещи мы принимаем за данность, особенно если в процессе обучения нам их преподнесли как нерушимые факты о человеческой анатомии и физиологии.

И с тех пор, как я стал практикующим врачом, делать это становится только труднее. И гораздо важнее, чем в студенческую пору. Чем ближе мы к персонифицированной медицине, тем важнее не иметь суждений, основанных на общих правилах, на среднем.

Тем не менее есть вещи, которые справедливы для всех. Когда речь идет о здоровье, генетика, определяющая работу ресничек, невероятно важна. Их роль куда больше, чем просто определение положения органов при развитии эмбриона. Они отвечают за правильное формирование внутренней структуры почек, печени и даже сетчатки глаз{98}. Руки Наранхо, пробегая по гладкой поверхности мрамора, позволяют ему понять все детали формы, а видоизмененные реснички помогают правильно осуществить формирование костей, ориентируя клетки в пространстве относительно друг друга. Если присмотреться повнимательнее, нет ни одного места в человеческом организме, где реснички бы не играли важную роль в тот или иной момент. А между тем в сравнении с другими структурами человеческого тела им посвящено очень мало фундаментальных исследований.

Без генов, дающих нам работающие реснички, у людей не было бы латерализации, а без нее мозг и другие внутренние органы не могли бы правильно сформироваться. В каком-то смысле, латерализация лежит в самом сердце нашей жизни. И, как вы увидите дальше, латерализация имеет глубокие генетические корни. Такие, что они могут быть буквально не от мира сего.

Иногда нам просто необходимо сделать правильный выбор между правым и левым. Великолепный тому пример я видел пару лет назад. Тогда я как раз собирался пересечь приграничную реку по мосту, соединяющему Таиланд и Лаос. У тайцев левостороннее движение, а в Лаосе – правостороннее. В результате как только утром переправа открылась, люди на границе растерялись. Водители не знали, по какой стороне моста им следует ехать.

В наших организмах происходит примерно то же самое. Без правильного определения где право, а где лево, и развитие нашего тела, и вся наша биохимия очень быстро бы скатились к полному хаосу. Поэтому почти все сориентировано в ту или иную сторону. И что бы там вам ни говорили правши, наша биохимия почти всегда использует «левые» молекулярные конформации.

Возьмем, например, те 20 аминокислот, из которых получаются миллионы белков. На самом базовом уровне наш организм использует аминокислоты как кирпичики, из которых строится материальная основа формы и функции. То, в каком порядке аминокислоты собираются в цепочку, предопределено информацией, закодированной в генах. Изменение всего одной буковки в ДНК может поменять одну из аминокислот белка. А это в свою очередь может полностью изменить его работу. Да и будет ли он тогда работать вообще? Так что, несомненно, их порядок очень важен.

Аминокислоты (за исключением глицина) хиральны. Это значит, что они могут быть «правыми» и «левыми». Когда мы искусственно синтезируем аминокислоты в лаборатории, мы получаем смесь тех и других в примерно равной пропорции.

«Правые» аминокислоты ничем не хуже левых. Они могут делать все то же самое. И их соединения столь же стабильны. Просто по какой-то непонятной причине жизнь на нашей планете использует левосторонний вариант.

Все это, наверное, звучит немного как «не от мира сего». В чем-то, возможно, так и есть. И ученые из НАСА как раз работают над одной такой внеземной теорией.

Зимой 2000‑го года в озеро Тагиш (северо-запад Канады) упал метеорит. Ученые исследовали его состав и опознали содержавшиеся там молекулы, используя сочетание методов жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии. Сегодня химики часто применяют эти методы, чтобы выделить отдельные молекулы из сложной смеси.

Среди прочего, ученые нашли и аминокислоты. В этом, собственно говоря, нет ничего удивительного. Уже не одно десятилетие известно, что очень разные молекулы попадают на Землю с метеоритами из космоса. И ученые давно предположили, что вещества, ставшие основой жизни, могли попасть на Землю тем же путем.

Но исследователи пошли дальше и стали разделять право-и левосторонние аминокислоты. И, как выяснилось, левосторонних оказалось значительно больше.{99} После такого открытия очень легко предположить, что избыток «левых» аминокислот Земля в свое время получила из какой-то далекой галактики. Что в свою очередь может говорить о том, что весь тот кусочек Вселенной, в котором мы живем, слегка закручен в левую сторону.

А теперь позвольте мне посвятить вас в одну из страшнейших тайн витаминной индустрии: некоторые из тех витаминов, что мы покупаем и пьем, приносят больше вреда, чем пользы. И все дело в хиральности. Прекрасный тому пример – витамин Е. Вы наверняка слышали, что он очень хороший антиоксидант. В 1922 году витамин Е был широко известен как токоферол, от греческого «приносить дитя». В те годы единственное, что мы знали о нем, так это то, что недостаток этого витамина приводит к стерильности у крыс.

Витамин Е есть в очень многих продуктах питания. В частности, в зелени. Известно, что он защищает мембраны клеток от пагубного воздействия химических окислителей. Примерно как антикоррозийная обработка спасает днище машины от воды и соли, попадающих туда с дорожного полотна. Но этим, конечно, действие витамина Е не ограничивается. Еще он, по всей видимости, не дает слипаться вместе клеткам крови. А кроме того, похоже, он влияет на экспрессию различных генов. В частности, тех, что связаны с регуляцией клеточных делений, происходящих миллионы раз в день и совершенно необходимых для поддержания работы организма.{100}

Так откуда же берется витамин Е, который мы потом принимаем в капсулах? Как и почти все химические вещества, доступные сегодня в продаже, его делают на химических заводах. В пищевых добавках витамин Е обычно присутствует в виде альфа-токоферола, который существует в восьми формах, называющихся стереоизомерами. Только одна из этих форм встречается в натуральных продуктах питания. А уже много лет известно, что избыток альфа-токоферола снижает уровень гамма-токоферола.{101} Другими словами, синтетическая капсула витамина Е вытесняет одну из его хороших природных форм. Так что я бы настоятельно рекомендовал вам вместо капсул и разноцветных таблеток просто есть пищу, богатую витамином Е. Например, абрикосы, шпинат, клубни таро или некоторые орехи. Ведь природа, что не удивительно, – хороший и сбалансированный источник именно тех форм витамина Е, которые нам нужны.