Редактировать гены

Будущая трансформация человеческого вида, в случае его выживания, ставит триединую проблему: во-первых, какие «типоразмерные» ряды новых биороботов, электромагнитных, компьютерных , «механических» или гибридов с какими заданными свойствами  и в каком количестве потребуются; во-вторых, какой генофонд необходим для решения первой задачи; какие генно-инженерные проблемы надо будет решить для первых двух задач, а также для сохранения здоровья и иммунитета оставшихся в человеческом виде.
Человечество пока ещё только на пороге расшифровки элементарных связей. Думается, что технология генного редактирования имеет не только чисто биохимическое основание, поскольку для функционирования организма в целом очень важен не столько сам факт наличия того или иного гена, сколько  его активность. Действиями определённых ферментов можно заблокировать активность гена. А на выработку ферментов может оказывать воздействие состояние мозга. Неслучайно, что в истории мы находим много удивительных фактов, когда мобилизация организма под действием силы воли, внушения или самовнушения настолько повышает иммунитет и жизненную активность, что отступают все трудности и становятся бессильными страшные инфекции. Известны классические примеры посещения храма Амона в оазисе Сива Александром Македонским, Цезарем, Наполеоном с последующими «чудесами»  в их жизни и карьере. Поэтому мы считаем правомерным ставить проблему перепрограммирования судьбы,  усиления духовного иммунитета, психоиммунитета, точнее иммунитета, связанного с сознанием и подсознанием (мы называем такое иммунное состояние «induced immunity» ‘II’ (индуцированный иммунитет)). Как научиться достигать мощного состояния тела, ума, духа, воли и долгосрочных целей, несмотря на внешние препятствия и внутренние природные ограничения? Как можно корректировать индивидуальную программу жизни? Автор, задумав и начав эти работы, полагал, что совсем нет исследований, приближающих к этой проблеме, но с удовлетворением и удивлением обнаружил интересное исследование Ирины Якутенко (Подробнее читайте:
Якутенко, Ирина. Воля и самоконтроль: Как гены и мозг мешают нам бороться с соблазнами / Ирина Якутенко. — М.: Альпина нон-фикшн, 2018. — 456 с.).
В 2012 году Дженнифер Дудна и Эмманюэль Шарпантье  решили  применить бактериальный иммунитет,  с помощью которого бактерии обнаруживают внутри себя геном бактериального вируса и обезвреживают его,   в качестве «ножниц» CRISPR-cas для разрезания любой молекулы ДНК в нужной точке. Оказалось, что если с помощью белка-фермента разорвать ДНК, клетки станут залечивать этот разрыв, а в процессе залечивания можно внести в место разрыва нужные изменения. «Ножницы», используемые бактерией для борьбы с вирусами, можно вынуть из бактерии и использовать в пробирке или в клетках высших организмов для направленного изменения любой ДНК. Это открыло эру геномного редактирования, за что в 2020 году Дженнифер Дудна и Эмманюэль Шарпантье  удостоены Нобелевской премии.  Известны опыты китайского генетика Хэ Цзянькуя по редактированию генома девочек-близнецов. Из технологии редактирования выросло огромное количество практических приложений. В стадии клинических испытаний находятся методы, использующие геномное редактирование для лечения  рака легких, мышечной дистрофии Дюшенна, старческой дегенерации сетчатки, лейкемии.
Получен ряд сельскохозяйственных животных и растений, обладающих заданными свойствами. Рынок технологий, основанных на CRISPR-cas, оценивается к 2027 году в  $10 млрд.
Всё начинается, разумеется, с элементарного. Якутенко в упомянутой книге начинает с замечания, что самая простая причина дефицита силы воли — это недостаток глюкозы. Префронтальная кора — часть мозга, отвечающая за мышление, логику и контроль импульсивных решений, — будет работать плохо, если ей не хватает «топлива». Но некоторые люди и сытыми не могут сдерживать свои порывы. Причина в том, что их мозг работает не совсем так, как мозг людей с сильной волей. На способность противостоять соблазнам «работают» различные части мозга.  Якутенко исследует два главных нейромедиатора, которые определяют, насколько человек может сдерживать свои эмоциональные порывы, — серотонин и дофамин. За их метаболизм отвечает ряд генов, но влияют и свойства  среды.
Учёные, которые исследуют различные психологические проявления, полагают, что правильно подобранная психотерапия может менять режим выработки  нейромедиаторов. Любое наше действие сопровождается рядом биохимических реакций, и нейроны по цепочке активируются под действием нейромедиаторов.
Есть приёмы, которые позволяют людям с расстройствами самоконтроля вести полноценную жизнь и добиваться долгосрочных целей.
Вся биологическая эволюция является генноориентированной. Принцип разнообразия и индивидуальности является основанием расширения природой возможностей адаптации, выживания и даже смены доминант.  Когда однородная популяция растёт и начинает экспансию в чужие ниши жизни, у природы возникает ответная реакция. Примеры эпидемий показывают, что эволюция направлена на генетическое разнообразие.  Конечно, желание найти  «волшебный эликсир молодости» не покидает людей.  «Волшебными» таблетками лжефармацевтика и биохакинг обещают дать исцеление и молодость быстро и без усилий.
На самом же деле, будь то биохимический путь редактирования генома, будь то тяжкий путь самосовершенствования, поиска истины и усиления воли, - приходится идти не проторенной столбовой дорогой, а узкой, извилистой, а иногда и опасной тропой.
Больше всего оказалось исследований связи воли (не силы, а скорее, слабости) с генами на примерах алкоголизма и наркомании. Предрасположенность, естественно, к этим дефектам оказалась выше у людей с определенными эндофенотипами и определялась вариациями в генах АДГ и АльДГ. Она во многом вызвана расстройствами в системах выработки  дофамина и серотонина. Среди людей, которые страдают шизофренией или биполярным расстройством, алкоголизм распространён больше, чем в среднем в популяции.
В дофаминовой системе самым изученным является вариант DRD2/ANKK1A1, который сопутствует едва ли не всем нарушениям самоконтроля. Другим является ген DRD3, кодирующий дофаминовые рецепторы типа D3.


Защитная версия Детали
ААДГ ADH1B*2
(очень активная версия) В сочетании с охранительным аллелем АльДГ ALDH2*2 дает максимальную защиту от алкоголизма. К сожалению, такое сочетание встречается только у азиатов.
ААДГ ADH1B*3
(активная версия) Этот аллель распространен у африканцев и с небольшой частотой в одной из групп индейцев. Расщепляет этанол примерно в 40 раз эффективнее низкоактивной версии
ААДГ ADH1C*1
(активная версия) Расщепляет этанол примерно в 2,5 раза эффективнее низкоактивной версии
ААльДГ ALDH2*2
(неактивная версия) У гомозигот по этому аллелю АльДГ почти совсем не работает — это практически 100%-ная защита от алкоголизма. Гетерозиготы тоже спиваются крайне редко
Опасная версия Детали
ААДГ ADH1B*3
(низкоактивная версия) Мужчины, несущие две копии этого аллеля, рискуют стать алкоголиками в два раза чаще, чем носители аллелей ADH1B*2/1 или ADH1B*2/2
ААДГ ADH1C*2
(низкоактивная версия) Мужчины с этим вариантом гена рискуют спиться быстрее, чем обладатели ADH1C*1
ALDH2*1
(активная версия) Этот распространенный аллель быстро расщепляет спирт до ацетальдегида. Есть данные, что 92% корейских мужчин-алкоголиков хотя бы отчасти спились благодаря этому аллелю (которому иногда помогал ADH1B*1)




Обнаружено, что в определенных частях мозга ген DRD3 по-разному работает у алкоголиков и людей без зависимости. Правда,  отличия обнаружились не в системе поощрения, а в гипоталамусе. Основная гипотеза, которая объясняет, почему именно здесь дофаминовые рецепторы интенсивнее работают у тех, кто не может прожить без алкоголя, заключается в следующем. Когда в гипоталамусе растет количество дофамина, в прилежащем ядре — сердце системы поощрения — увеличивается уровень бета-эндорфина. Как и все эндорфины, это вещество связывается с опиоидными рецепторами, уменьшает боль и поднимает настроение. Ради приятных ощущений, которые дают эндорфины, люди повторно употребляют алкоголь. Команду  дают рецепторы D3, и у склонных к алкоголизму людей из-за активных рецепторов эта команда «громче», чем у тех, кто свободен от этой зависимости. Генетически определяемые неполадки в системе выработки бета-эндорфина тоже могут увеличивать риск пристрастия к спиртному. У людей с пристрастием выпивать  наблюдают два отклонения: либо у них понижен базовый уровень бета-эндорфина, либо в «обслуживаемых» этим веществом зонах мозга слишком много рецепторов к нему, особенно  типа «мю».
Дофаминовые рецепторы D4, которых много в лимбической системе тоже вносят свой вклад в предрасположенность к алкоголизму. В середине гена DRD4, который кодирует эти рецепторы, есть участок, состоящий из нескольких повторяющихся фрагментов ДНК (их может быть от 2 до 11). Рецепторы носителей гена с семью повторами менее чувствительны к дофамину: они хуже активируются молекулами нейромедиатора. В норме активация D4-рецепторов дофамином мешает клеткам «запасать» цАМФ, но в клетках, покрытых «бракованными» рецепторами, его скапливается много. Это вещество, если его излишки скапливаются в прилежащем ядре, заставляет мозг активно требовать дофаминовой добавки.
Второе после дофамина вещество, влияющее  способность самоконтроля, — серотонин. «Плохие» варианты генов, которые определяют метаболизм серотонина, повышают вероятность пристраститься к выпивке. Изменённые серотониновые гены формируют подходящий эндофенотип, обладатели которого легко впадают в различные зависимости. Самая известная серотониновая вариация находится в гене, кодирующем транспортер серотонина,  в участке под названием 5-HTTLPR. Люди, несущие на обеих хромосомах «нехороший» вариант этого гена, начинают пить раньше сверстников, делают это чаще и выпивают больше. Нередко они пьют именно чтобы напиться, а не слегка поднять настроение. В целом шансы пристраститься к алкоголю всерьез для носителей этого аллеля выше. Впрочем, есть работы, в которых связи между неудачными вариантами 5-HTTLPR и различными проявлениями алкоголизма найдено не было. Такое расхождение результатов означает, что 5-HTTLPR — не единственный аллель, который влияет на развитие алкогольной зависимости. Так, исследования показывают, что риск человека спиться зависит, например, ещё и от того, как хорошо у него работают гены, контролирующие работу главного «тормоза» нервной системы — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и главного активатора мозга — глутамата. Более того, для них корреляция между «плохими» вариантами и риском алкоголизма куда более выраженная. Действие этих и других генов и факторов среды может нивелировать негативные эффекты изменений в гене серотонинового транспортера.
(Подробнее читайте:
Якутенко, Ирина. Воля и самоконтроль: Как гены и мозг мешают нам бороться с соблазнами / Ирина Якутенко. — М.: Альпина нон-фикшн, 2018. — 456 с.)
 Американские и европейские биологи изучили геномы почти полумиллиона выходцев из Европы и обнаружили сразу 29 участков ДНК, вариации в которых влияют на вероятность развития алкоголизма. Некоторые из них ученые раньше связывали с ожирением, шизофренией или курением. Результаты работы ученых опубликовал научный журнал Nature Neuroscience.
"Теперь мы знаем втрое больше участков ДНК, которые связаны с развитием алкоголизма. Благодаря этому мы сможем гораздо лучше предсказывать, насколько каждый конкретный человек уязвим к действию спиртного и рискует стать алкоголиком", – рассказал один из авторов работы, профессор Йельского университета (США) Джоэл Гелернтер.
За последние годы генетики открыли сотни мелких вариаций в ДНК, которые влияют не только на развитие тяжелых генетических болезней, рост и вес, уровень интеллекта и прочие неотъемлемые характеристики человека, но и его характер. Например, некоторые отдельные участки генома влияют на упорство, предрасположенность к рисковым бизнес-решениям, алкоголизму, время заведения семьи и даже на склонность к заведению собаки.
К примеру, за последние десять лет генетики выяснили, что самые тяжелые формы алкогольной зависимости связаны с определенными мутациями в гене DRD2, который управляет работой рецепторов в центре удовольствия мозга. Схожим образом на поведение человека влияют некоторые версии гена KLB, который отвечает за реакцию нервной системы на сладкую пищу.
Сравнивая полные геномы более 435 тыс. американцев европейского происхождения, бывших военнослужащих, а также нескольких сотен тысяч жителей Британии и других стран Европы, Гелернтер и его коллеги открыли почти два десятка подобных участков, о существовании которых генетики раньше не подозревали.
Среди участников исследования были как сильно пьющие люди, так и те, кто никогда не пробовал алкоголь. Благодаря этому ученые смогли сопоставить наборы мелких мутаций в генах, связанных с работой мозга, и выделить среди них те участки ДНК, из-за которых появляется алкоголизм.
В общей сложности исследователи обнаружили 29 подобных генов. Десять из них, в том числе KLB и DRD2, уже были известны, а о связи 19 остальных с предрасположенностью к алкогольной зависимости ученые раньше не подозревали.
Некоторые из этих участков, к примеру, гены PDE4B и CADM2, ученые раньше связывали с развитием ожирения и других нарушений пищевого поведения, а также шизофренией и некоторыми другими типами психических расстройств. Это говорит, как предполагают ученые, о том, что алкоголизм может развиваться тем же образом, что и подобные болезни.
Кроме того ученые обнаружили связи между некоторыми новыми генами алкоголизма и предрасположенностью к курению. Это может объяснять то, почему сильно пьющие люди становятся заядлыми курильщиками значительно чаще, чем остальные.
Особый интерес, как отмечают Гелернтер и его коллеги, вызывают два участка ДНК – уже известный ген DRD2 и новый PDE4B. Оба этих сегмента генома напрямую связаны с удовольствием. Изучение отклонений в их работе поможет медикам понять, как поменять их функционирование таким образом, чтобы подавить тягу к спиртному.
Гены определяют, когда у нас просыпается половое влечение, и когда оно засыпает. Гены влияют и на счастье, и на черты характера.
Проанализировав данные по более чем 900 парам близнецов, психологи Эдинбургского университета обнаружили доказательства существования генов, определяющих черты характера, склонность к счастью, способность легче переносить стресс.
Агрессивность и доброжелательность, гениальность и слабоумие, аутизм или экстраверсия, - передаются детям от родителей как задатки. Все это изменяемо воспитанием, но в разной степени, поскольку и задатки бывает разной силы. Обучаем ребенок или нет, это также связано с его генетикой. И тут же заметим: здоровые дети вполне обучаемы. Человеческая генетика делает человека исключительно обучаемым существом.
Гены - носители наших возможностей, в том числе возможностей к изменению и совершенствованию. Интересно, что у мужчин и женщин в этом отношении разные возможности. Мужчины чаще, чем женщины, рождаются с теми или иными отклонениями: среди мужчин больше тех, кто будет очень высоким или очень низким, очень умным или наоборот, талантливым или идиотом. Похоже, что на мужчинах природа  экспериментирует... При этом, если уж мужчина таким родился, ему изменить это в течение жизни очень сложно. Мужчина привязан к своему генотипу, его фенотип (внешнее проявление генотипа)  меняется слабо.
Родился длинным - длинным и останешься. Коротышка может с помощью спорта подняться на 1-2 сантиметра, но не более.
У женщин ситуация другая. Женщины рождаются в среднем более одинаковыми, среди них биологических, генетических отклонений меньше. Чаще среднего роста, среднего интеллекта, средней порядочности, идиоток и отстоя среди женщин меньше, чем среди мужчин. Но и выдающихся в интеллектуальном или нравственном отношении - аналогично. Похоже, что эволюция, проводя на мужчинах эксперименты, на женщинах решает не рисковать и вкладывает в женщин всё самое надёжное. При этом индивидуальная (фенотипическая) изменчивость у женщин выше: если девочка родилась маленькой относительно других, она сумеет вытянуться на 2-5 см (больше, чем может парень)... Женщины имеют большую свободу от своего генотипа, имеют большую возможность, чем мужчины, изменять себя.
Гены дарят нам наши возможности, и гены же наши возможности ограничивают.
Из пшеничного зерна вырастает гордый пшеничный колос, а из саженца яблони - красивая ветвистая яблоня. Нашу суть, наши склонности и возможность реализовать себя дают нам наши гены. С другой стороны, из пшеничного зерна вырастет только колос пшеницы, из саженца яблони вырастает только яблоня, а сколько лягушке ни надуваться, в быка она не раздуется. У неё даже лопнуть от натуги сил не хватит.
Человек - тоже часть природы, и все вышесказанное справедливо и для него. Гены предопределяют границы наших возможностей, в том числе наши возможности менять себя, стремиться к росту и развитию. Если вам с генами повезло, вы сумели воспринять влияния ваших родителей и педагогов, выросли развитым, порядочным и талантливым человеком. Спасибо родителям! Если вам с генами повезло меньше, и вы (вдруг!) родились дауном, то в самом хорошем окружении из вас вырастет только воспитанный даун. В этом смысле наши гены - это наша судьба, и свои гены, свои возможности расти и меняться мы напрямую изменить не можем.
Много ли в нас генетически заложенного? - вопрос очень спорный (взаимодействие наследственности и среды изучает психогенетика).
Скорее правда, что чем более человек удаляется от животного мира, тем меньше в нём врожденного и больше приобретённого. Пока нужно признать, что в большинстве из нас врожденного очень много. В среднем, по мнению генетиков, гены определяют поведение человека на 40%.
В благоприятных условиях и при хорошем воспитательном процессе  возможная негативная предрасположенность может не реализоваться, или скорректироваться, "прикрыться" влиянием соседних разбуженных генов, а позитивная предрасположенность, иногда скрытая, - проявиться. Иногда человек (ребёнок) просто не знает своих возможностей, и категорично "ставить крест", говорить, что "из этого гадкого утёнка лебедя не вырастет", - опасно.
Другая опасность, другой риск - тратить время и силы на человека, из которого путного все-таки ничего выйти не может. Говорят, что каждый может стать гением, и теоретически это так. Однако практически одному для этого достаточно тридцать лет, а другому нужно лет триста, и вкладываться в таких проблемных людей - нерентабельно. Спортивные тренеры утверждают, что именно врождённый талант, а не методика тренировки, самый важный фактор формирования будущего чемпиона.
Если девушка родилась шатенкой с зелеными глазами и "предрасположенностью" к полноте, то можно, конечно, покрасить волосы и надеть цветные линзы: девушка всё равно останется зеленоглазой шатенкой. А вот воплотится ли ее "предрасположенность" к полноте и большим размерам одежды, носимые всеми её родственницами, во многом зависит от неё самой. И уж тем более от неё самой зависит, будет ли она к сорока годам, сидя в этом огромном размере, ругать государство за несложившуюся жизнь (как это делают все её же родственницы) или найдёт себе много других интересных занятий.
Может ли человек менять, когда-то преодолевать, а когда-то улучшить свою генетику? Ответ на этот вопрос не может быть общим, поскольку и это задано индивидуально генетически. Самое главное, что сегодня никакой специалист не даст вам определённый ответ, ответ вы найдете сами, только начиная с собой работать, начиная себя менять. Можно ли этого ребёнка (или себя) изменить в нужную нам сторону, мы можем понять только опытным путём, начав с этим ребенком (или с собой) заниматься. Начинайте! Гены задают возможности, от нас зависит, насколько мы эти возможности реализуем. Если у вас хорошая генетика, вы можете сделать её ещё лучшей и передать своим детям как самый дорогой подарок. Наша ДНК запоминает, какое у нас было детство; есть наблюдения, что генетически передаются привычки, навыки, склонности и даже манеры. Если вы выработали у себя воспитанность, красивые манеры, поставили хороший голос, приучили себя к распорядку дня и ответственности, то есть неплохая вероятность, что рано или поздно это войдёт в генотип вашей фамилии.
Гены определяют наши задатки, наши возможности и склонности, но не нашу судьбу. Гены определяют стартовую площадку для деятельности - у кого-то она лучше, у кого-то труднее. Но что будет на базе этой площадки сделано - это уже забота не генов, а людей: самого человека и тех, кто с ним рядом.
Генетику можно улучшать - пусть не всегда в своей индивидуальной судьбе, то, определённо, в судьбе своего рода. Удачной вам генетики!
Дети из интернатов часто имеют плохую генетику - не только по здоровью, но и по склонностям и чертам характера. Если обычные хорошие родители без специальной подготовки берут на воспитание ребенка, они могут годами бороться с тем, что ребёнок ворует, не учится, врёт и так далее (по полной программе). Генетику никто не отменял.
Именно в связи с этим нужно быть очень внимательным, когда люди хотят взять на воспитание ребёнка из детдома. Были случаи, когда семья взяла на воспитание девочку в возрасте 9 месяцев, у которой мама была проституткой, и, несмотря на ценности этой семьи, в возрасте 14-16 лет девочка в полном объеме "вспомнила" свою маму.
С другой стороны, не стоит преувеличивать эти трудности. Скрытые проблемные сценарии трудных детей - не самый частый вариант, чаще удачные или проблемные задатки детей видны уже с детства. Кроме того, опыт А.С. Макаренко более чем убедительно говорит, что при качественном воспитании дети практически с любой генетикой превращаются в достойных людей. (См.: https://www.psychologos.ru/articles/view/geny  Психологос, Н.И. Козлов. Гены).