Тайны наших генов - Николай Дубинин

Уже удалось, например, ввести отсутствующий ген в клетки больного галактоземией - одним из наследственных заболеваний человека. Из-за генетического дефекта у страдающих этим недугом не образуется фермент, необходимый для расщепления и вывода из организма особого сахара, который содержится в молоке и многих других пищевых продуктах.

Известна и другая подобная работа. Эмбриональные клетки мыши заражали вирусом полиомы. Получался так называемый псевдовирон, который внутри себя содержал ДНК клетки-хозяина. Этот-то псевдовирон и применяли для переноса ДНК.

Конечно, наследственных заболеваний много, и мы еще не знаем, как будут вести себя в разных случаях клетки, которыми можно было воспользоваться для внесения в организм 359 необходимых ему генов. Да и немало таких наследственных болезней, перед которыми медицина пока практически бессильна.

- Так, значит, получается, что сторонники ухудшения генетического фонда человечества все-таки в чем-то и правы?

- Да нет, они не правы, так как не учитывают, что больные люди оставляют в среднем меньше детей, чем здоровые.

При такой тенденции рост числа вредных структур гена - аллелей, может идти только под влиянием наследственных изменений. Теоретический расчет показывает, что аллели будут концентрироваться настолько медленно, что смогут оказать скольконибудь заметное влияние лишь через тысячи поколений.

Вот один из многих возможных примеров. Из 10 тысяч людей один бывает альбиносом - у него нет пигментации кожи, волос и радужной оболочки глаз, так что просвечивающие кровеносные сосуды делают глаза розовыми. Удвоение концентрации аллелей за счет мутаций может произойти лишь через тысячу поколений, то есть примерно через 25 тысяч лет. По истечении этого срока на 10 тысяч человек будет приходиться 4 альбиноса. Чтобы все люди переняли их черты, потребуется время, в сто раз большее - два с половиной миллиона лет.

Да и то лишь теоретически. Ведь на деле мутации распространяются не только от нормы к альбинизму, но и в обратном направлении. Так что приведенный выше огромный период надо увеличить еще в неопределенное число раз.

Так обстоит дело с аллелем, не подверженным действию естественного отбора. А на носителей вредных генов отбор, как мы видели, распространяется. Поэтому даже нельзя и говорить о каком-то завоевании человечества мутантами. Я совершенно уверен: в будущем мы научимся справляться и с тем минимальным эффектом, который мутации дают через 10-20 тысяч лет.

Ведь генетика весь этот период не будет стоять на месте.

И для того чтобы научиться бороться с вредными мутациями, ей потребуется гораздо меньше времени.

Совершенно ясно: ни медицина, ни повышение жизненного уровня не подтачивают наследственного здоровья рода человеческого.

- Николай Петрович, но раз человек может страдать от вредных мутаций, вызываемых различными внешними воздействиями, то, значит, если оградить человеческую наследственность от таких вредных влияний, это положительно скажется на снижении вредных мутаций?

- Действительно, человек не просто живет на планете.

Он изменяет окружающую среду, воздействует на нее. Особенно интенсивно происходит это за последние десятилетия.

И именно по этой причине со страниц печати не сходит сегодня проблема биосферы. Ведь человек, внеся свои изменения в окружающую среду, во многом нарушает исторически сложившиеся связи между видами на Земле. Ухудшается обстановка для жизни и самого человека. Он сам вольно или невольно загрязняет атмосферу, почву, реки, моря и даже океаны.

На нашей планете возник и растет добавочный фон радиации, появилось множество технических и сельскохозяйственных соединений, которые оказывают вредное влияние, нарушая наследственные структуры у всех форм жизни, включая человека.

И просто необходимо защитить жизнь, чтобы сохранить и сделать еще более прекрасным зеленый океан Земли, в котором живет и будет процветать человек. Нужен разумный контроль над эволюцией жизни со стороны человека. И в этом плане громадные задачи встают перед эволюционной генетикой, которая во многом уже проникла во внутренние глубины механизмов, ведущих историческое преобразование видов и популяций.

Наконец, сам человек, несмотря на то, что он существо социальное, прикован к царству животных своими биологическими особенностями. Каждый человек принадлежит к той или иной расе или популяции. Это определяет важнейшее значение исследований по генетике популяций человека. Как разумное и физически совершенное существо нормальный человек заслуживает восхищения. Но если в целом наследственность человека представляет собой драгоценность Земли, то в отдельных случаях из-за ее порчи путем мутаций, как я уже говорил, рождаются дети с наследственными болезнями. И для того чтобы этого не происходило, мы должны очень бережно относиться как к самому человеку, так и к окружающей его среде.

Борьба с теми факторами, которые повышают уровень мутаций, неотложная и важная задача. Мы должны оберегать человека от вредных влияний радиации, некоторых химических соединений. Известно же, например, что наличие в среде, окружающей человека, постоянно действующей дополнительной радиации даже такой малой дозы, как всего один рад, может привести к очень серьезным последствиям. На каждые три миллиарда человек может появиться дополнительно 11 миллионов детей, отягощенных тяжелыми наследственными дефектами психики и физическими уродствами.

- 4 октября 1957 года весь мир облетела весть о том, что в Советском Союзе запущен первый искусственный спутник Земли. Началась космическая эра человечества. Но любому человеку даже тогда было ясно, что если посылать в космос живые организмы, то они подвергнутся там таким факторам, как невесомость, космическая радиация, ускорение, вибрация...

Скажите, велись ли учеными-генетиками исследования в этом направлении?

- Еще до начала космической эры нам было ясно, что полеты в космос обещают новые пути для развития биологии и ставят перед нею ряд крупных задач, решить которые должны полеты человека в космических кораблях. Но без предварительных экспериментов никто бы из нас не согласился с полной уверенностью предугадать, не принесет ли все это вред человеческому организму. Не знали бы мы и то, как перенесет наследственность человека все эти факторы и что именно с генетической точки зрения наиболее опасно.

Так что космические полеты не только открывали новые пути развития биологии, но и ставили перед нею немало сложных задач, от решения которых зависело будущее космоплавания.

Советские ученые заявили о необходимости исследования действия факторов космического полета на живые организмы задолго до создания первых космических ракет. Еще в 1939 году в нашей стране состоялась Всесоюзная конференция по изуче-нию стратосферы, на которой Н. Н. Кольцов, Г. А. Надсон и Г. Г. Меллер подняли вопрос о необходимости изучения влияния космической радиации на наследственность. Участник этой конференции Сергей Павлович Королев горячо поддержал выступления биологов. И с тех пор он всегда придерживался этото мнения. В 1934 году с одной из его первых ракет впервые в мире ушли в полет в скромных пробирках живые организмы.

Это внимание к работе биологов-генетиков со стороны исследователей космоса мы ощущали и позже. Даже тогда, когда Королев, как Главный конструктор, берег каждый квадратный сантиметр пространства и каждый грамм веса внутри корабля, для наших биологических объектов место находилось всегда, и они регулярно летали в космос. Так что и космонавтика, и космическая генетика развивались почти парал.лельно.Уже в 1935 году на стратостате "СССР-1-бис" в стратосферу, к нижней границе космоса, были отправлены мухи дрозофилы. Позже уже в космос, кроме мух, отправились мыши, семена растений, микроорганизмы. Мы хотели выяснить, как влияет космическая радиация, невесомость, ускорение и дру,гие факторы космического полета на наследственные структуры в клетках организма. Проведенные исследования продемонстрировали, что при кратковременном полете сколько-нибудь заметного нарушения в генетической информации, записанной в молекулах ДНК в хромосомах клеток, не происходит.

Как только начались первые опыты по исследованию влияния факторов космического полета на наследственность, ученым стало ясно, что в этих работах выкристаллизовывается совершенно новая отрасль науки. Вскоре она получила и свое название - космическая генетика. В дальнейшем было проведено немало опытов на собаках. С их помощью медики и физиологи получили подтверждение безопасности космического полета для живых существ. Прошло еще немного времени, и мы, генетики, вместе с медиками и физиологами, волнуясь, поставили свои подписи под документом, который, с медико-биологической точки зрения, открывал дорогу в космос Юрию Алексеевичу Гагарину, а затем Герману Степановичу .Титову и другим космонавтам.