Глава 13. Судьба или несудьба?

Рассказ мой о бурной жизни клетки очень упрощен и неполон. Есть еще важные механизмы регуляции жизни клетки, о которых нужно было бы сказать хотя бы пару слов. О «мусорной ДНК», о  «прыгающих генах» и сумасшедшей Барбаре их открывшей (1), о РНК интерференции (2), о геномном импринтинге (3) и о многом другом. Вопросы сами по себе очень интересные и познавательные, но они уже не окажут влияния на выводы этого эссе.

Попробуем кратко подытожить то, о чем уже было рассказано.

Основы и достижения науки генетики никуда не делись. Гены – это то, что управляет жизнью отдельного индивида. Гены получены от отца с матерью, а что получено – тем мы и владеем. Именно таковы были научные представления, с тех пор как заговорили о науке генетике. В науке было устоявшимся представление, что ген – относительно устойчивая структура и не так уж часто случаются поломки в генотипе, кардинально меняющие жизнь индивида.  Когда Барбара МакКлинток заявила о существовании транспозонов – генов способных менять свое местоположение в молекуле ДНК, её объявили сумасшедшей. Без всякой иронии. Но это было только начало.

Программа геном обнаружила, что примерно около 95-98% ДНК вообще непонятно для чего нужно. Эту ДНК так и обозначили, как «мусорная ДНК» (4). Откуда она взялась? Да осталась, как следствие эволюционного развития жизни. Но шли годы и «ненужной» ДНК оставалось все меньше. И, скорее всего, её нет совсем. В ДНК нет ничего лишнего. Другой вопрос, чем все эти 98% заняты?

Существует целый ряд надгенетических или эпигенетических механизмов, которые могут блокировать или активировать нужные, а бывает и ненужные гены, чем, собственно, и определяют жизнь каждого, можно сказать, его судьбу. Есть такие гены, которые активны в строго определенный период развития организма, а затем должны быть надежно блокированы.

Оказалось, что многие факторы окружающей среды, в том числе и взаимодействие между разными организмам, способны активировать такие гены и привести к катастрофическим последствиям для организма.

Другими словами, что ты ешь, как ты спишь, как проводишь свободное время, каковы твои привычки – полезные и вредные – каково твое отношение к другим и взаимоотношения в трудовом коллективе, в котором ты проводишь значительную часть своей жизни, всё влияет на качество твоей  жизни, твое здоровье, здоровье твоих детей и внуков, а возможно, и правнуков.

Известный немецкий нейробиолог и популяризатор науки Петер Шпорк (Peter Spork-Frischling) так и считает (5):

«Почти все наши действия и то, как поступают с нами другие, отражается на наших клетках. Все это оставляет след на молекулярно-биологической основе нашего организма…».

И уже известный нам Рэнди Джиртл похожего мнения: «Над нашими генами и генами наших детей мы имеем власть, о которой не предполагали».

И также считает Моше Шиф, с которым мы уже тоже встречались: «Раз окружающая среда влияет на изменение наших эпигеномов, разрыв между биологическими и социальными процессами практически ликвидируется. И это в корне меняет наш взгляд на жизнь».

Ну, что у тебя всё какие-то иностранцы? – спросит мой патриотически настроенный читатель. Давайте послушаем не иностранцев. Геронтолог, член-корреспондент РАН, заслуженный деятель науки РФ, директор Санкт-Петербургского Института биорегуляции и геронтологии, профессор Владимир Хацкелевич Хавинсон:

«Эпигенетика – это сумма факторов, влияющих на экспрессию (активность) генов. Это могут быть и излучения, это может быть стресс и т.д. То есть всё, что воздействует извне, – это и есть эпигенетика. И образ жизни, и питание, и недосыпание влияют на активность наших генов.

Очень важен уровень нашей культуры. Чем выше уровень культуры, тем больше шансов прожить долгую жизнь. У нас в Санкт-Петербурге (кстати, это самый "старый" город в России) 25% населения – это люди пожилого возраста. Это примерно миллион двести тысяч людей. Неудивительно, ведь Санкт-Петербург – это культурная столица России».

Гены, скорее всего, определяют, что зародившийся организм окажется собакой, обезьяной или человеком. Но каким будет человек – его качества, способности, продолжительность жизни и здоровье, – зависит от эпигенетических механизмов.

Они, как расставленные в нужных местах предложения запятые или игрушки на новогодней елке, определяют все своеобразие – со всеми плюсами и минусами – явившегося в жизнь существа. Мало того, набор елочных игрушек или места расстановки запятых могут меняться в течение индивидуальной жизни. Это зависит от многих факторов, большинство из которых вполне управляемы.

Если мать неправильно вела себя при беременности в силу объективных или субъективных причин, или недостаточно любила и оказывала внимание своему ребенку, это создаст немало трудно разрешимых проблем в жизни любого существа. Но человек – это не крыса. У него есть одно преимущество или недостаток: он разумен. И может правильной организацией своей жизни полностью или частично нивелировать неблагоприятные начальные условия. Но часто для этого нужно обладать неординарными задатками и способностями, чтобы, постоянно работая над собой, добиться желаемого результата. А как этого добиться, если у тебя нет подобных способностей? К счастью, человечеством накоплен соответствующий опыт. Нужно только уметь извлечь то, что нужно именно тебе.

Очень важно понять, что изменение стиля жизни и выработка полезных привычек обязательно даст начало цепочке биохимических изменений, которые станут незаметно, но неуклонно помогать и нам, и, возможно, всем нашим потомкам до конца их жизни на Земле. Через эпигенетические механизмы внешние факторы – не только благоприятные или неблагоприятные воздействия окружающей среды, но и социальные отношения, а также наш собственный образ жизни могут на несколько десятилетий вперед решить нашу судьбу и судьбу тех, к появлению которых в жизнь мы имеем какое-то отношение.

На сегодняшний день достоверно известно, что некоторые приобретенные признаки, особенно касающиеся эпигенетической регуляции экспрессии генов, передаются по наследству до 3-4 поколения.

И вот открываем Книгу и читаем:

«Я – Бог, Всесильный твой, Бог ревнитель, карающий за вину отцов детей до третьего и четвертого рода, ненавидящих Меня, и творящий милость до тысячи родов любящим Меня и соблюдающим заповеди Мои».

Откуда это? Это часть второй заповеди из провозглашенных Создателем, и услышанных народом Израиля у подножия горы Синай.

– Совпадение?

– Не думаю! – как говорит наш известный телеведущий.

Декалог (десять заповедей) был начертан рукою Творца на особых камнях из сапфира – скрижалях, которые Моше разбил после «греха Золотого тельца» (http://proza.ru/2014/04/01/2366). После долгих переговоров Создатель решает не уничтожать народ, что намеревался исполнить «в сердцах», и приказывает Моше изготовить другие скрижали из обычного камня на этот раз, и взойти к Нему на гору Синай. Тут он ему открывает глубинные принципы управления миром:

«Бог – Бог всесильный, милостивый и милосердный, долготерпеливый; Тот, чьи любовь и справедливость безмерны. Сохраняющий (ноцер) милость в тысячи [родов]; прощающий грех, и непокорность, и заблуждение, и очищающий раскаявшегося, но не очищающий нераскаявшегося, припоминающий вину отцов их детям и внукам, третьему и четвертому поколению» (Ис.34:6-7).

У этого текста есть интересная особенность. Но в переводе этого не видно. В иврите нет прописных и строчных букв. Все буквы пишутся одной величины. Однако, традиция предписывает писать в Свитке Торы в некоторых словах буквы необычного размера. В десяти случаях буква должна быть крупнее, чем остальные. В шести случаях буква должна быть меньше остальных. Первый раз буква увеличенного размера стоит в слове «берешит» – «в начале», первая буква в первом слове с которого начинается Тора. А вот второй раз буква «нун» увеличенного размера в слове «ноцер» – «хранящий», именно, в этом отрывке. О чем говорит буква необычного размера? О том, что нужно обратить особое внимание на этот текст.

Или вот еще. Сказано: «Да не судит дух Мой человека вечно, так как он всего-навсего плоть. Пусть будут дни его сто двадцать лет» (Быт.6:3)

И вот профессор НИИ медицины Токийского медицинского университета (The Institute of Medical Science The University of Tokyo)  Макото Наканиси (Nakanishi Makoto), объявивший о скором запуске в производство лекарства против старости, тем не менее считает:

«Максимальная продолжительность жизни человека – 120 лет. Один из основных механизмов, почему с возрастом увеличивается процент смертности, заключается в том, что скапливаются клетки, возбуждающие воспалительные процессы. Если удалить этот механизм, то, возможно, процент смертности с возрастом не будет расти. То есть человек сможет дожить здоровым до 100 лет. Он сохранит здоровье и не будет болеть (от старости), но максимальная продолжительность жизни в 120 лет при этом не изменится. Мы считаем, что так произойдет: продолжительность жизни подойдет к 100-120 годам и плюс к этому разница между здоровым состоянием и временем, когда человек умирает, будет сокращено до нуля».

И начнем опять вопрошать, как в следующей истории.

Однажды праотец Яаков обратился в молитве к Создателю и просил: «Если человек умирает внезапно, то он не может заранее отдать распоряжения своим сыновьям и привести в порядок свои дела. Дозволь, чтобы человек мог подготовиться к смерти во время болезни, тогда у него будет возможность закончить самые необходимые дела».

Ответил ему Творец: «Клянусь, ты попросил то, что нужно. И Я начну с тебя!»

А в результате Яаков стал первым человеком, заболевшим перед смертью.

Но какое отношение имеет Тора к достижениям новейшего научного направления в биологии – эпигенетике? Зачем я тут вспомнил о ней?
Мне хотелось на двух простых примерах показать, что давным-давно известно, как человек должен строить свою жизнь, чтобы прожить, отведенные ему годы счастливо, в гармонии с внешним миром, в духовном и телесном здравии и оставить после себя достойное, активное и здоровое потомство.




(1) Барбара Мак-Клинток (Barbara McClintock) – американский учёный-цитогенетик, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1983 года с формулировкой «За открытие мобильных генетических элементов».
Мобильные элементы – транспозоны Мак-Клинток открыла в 1951 году. Ее первый доклад, посвященный транспозонам, был встречен научным биологическим миром каменным молчанием. «Они говорили мне, что я сумасшедшая. Что я абсолютно поехавшая» – вспоминала Барбара.
Транспозоны (transposable element – сменные элементы, transposon) – участки ДНК организмов, способные к передвижению (транспозиции) и размножению в пределах генома. Их еще называют «прыгающими генами».
Они расположены в некодирующей ДНК в той самой её  «мусорной» части, не несущей информации о белках.

(2) РНК-интерференция (RNA interference, RNAi) – это один из механизмов управления экспрессией генов. В живой клетке присутствует отдельный класс РНК – двухцепочные РНК (Double-stranded RNA или dsRNA). Специальный фермент рибонуклеаза с именем Dicer (to dice – нарезать кубиками) режет эту dsRNA на короткие по 20-25 нуклеотидов фрагменты, названные малыми интерферирующими РНК (siRNA - small interfering RNA) и микроРНК (miRNA).  Интерферирующая РНК, взаимодействуя с матричной РНК, выводит ее из строя и останавливает синтез определенного белка. Этот механизм открыли и расшифровали американские молекулярные генетики Эндрю Захари Файер (Andrew Z. Fire) и Крейг Камерон Мелло (Craig Cameron Mello)  и в 2006 году получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины «За открытие РНК-интерференции – эффекта гашения активности определенных генов».

(3) Геномный импринтинг (от imprint печатать запечатлевать). Человек обладает двумя копиями каждого гена, один из которых унаследован от матери, другой от отца. Обе копии каждого гена имеют возможность быть активной в любой клетке. Геномный импритинг это эпигенетически избирательная экспрессия только одного из аллельных генов, наследуемых от родителей.

(4) Non-coding DNA или junk-DNA. Термин появился много раньше и закрепился среди биологов в 1972 году благодаря стараниям американского генетика японского происхождения Сусуму Оно (Susumu Ohno). Сегодня полагают, что не менее 80 % «мусорной ДНК» на самом деле никакой не мусор. Избыточность ДНК в той или иной степени присутствует у всех живых существ. Нет никакой связи между сложностью живого организма и количеством «лишней» ДНК. Это явление назвали С-парадокс. Однако по сей день проблема «мусорной» ДНК является предметом бурного обсуждения.

(5) Петер Шпорк (Peter Spork, Peter Spork-Frischling) автор многих научно-популярных статей и двух книг, переведенных на русский язык. «Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается» и «Читая между строк ДНК». Последняя посвящена как раз вопросам эпигенетики. Заинтересовавшимся её право стоит прочесть. Скачать можно в свободном доступе. Думаю, потраченного времени будет не жалко.