Даже если любопытный «с улицы» добудет пропуск и попадет в лаборатории кафедры генетики и селекции биолого-почвенного факультета СПбГУ, для удовлетворения любопытства у него вряд ли хватит знаний
Анастасия ДОЛГОШЕВА

        ...Генетика пришла в Россию поздно. Очень поздно. Только в 1913 году в Петербургском университете стали читать – впервые в стране – курс генетики. Только в 1919-м была основана кафедра. Тоже первая в стране.

 

        Однако у мировой генетики изначально были «петербургские гены». Первый официально признанный предшественник отца генетики Менделя, Йозеф Готлиб Кельрейтер, работал в петербургском Аптекарском огороде. Биолог Иван Шмальгаузен еще в 1884 году цитировал Менделя, которого человечество не спешило оценить по заслугам аж до 1900 года, когда его законы были переоткрыты. Биолог Сергей Коржинский, в 1899 году создавший теорию гетерогенеза, был фактически предшественником голландца де Фриза с его мутационной теорией.

 

        Россия, как водится, долго запрягала, зато потом рванула так, что спустя 10 лет после открытия кафедры мир считался с российскими генетиками. Создатель университетской кафедры Юрий Филипченко переписывался с автором хромосомной теории наследственности Морганом. Ученик Моргана Меллер, в будущем – нобелевский лауреат, преподавал здесь, на кафедре (у нынешнего завкафедрой Сергея Георгиевича Инге-Вечтомова хранятся таблицы, изготовленные самим Меллером для лекций). Зубра в генетике Николая Тимофеева-Ресовского вторая мировая война застала в Германии, где он работал по приглашению.

 

        Командированного в 1927 году в США Феодосия Добжанского американцы называли «генетик номер один». В Россию он не вернулся. Зато избежал участи многих – Н. И. Вавилова (арестован, погиб в тюрьме); зав. кафедрой генетики растений Г. Д. Карпетченко (расстрелян); первого российского цитолога Г. А. Левитского (умер в тюрьме)... Перечислять долго – лучше отослать к книге «Репрессированная наука».

 

        Когда с 1948 года в СССР стали искоренять генетику, «продажную девку империализма», с учеными обходились уже мягче. Всего лишь выгоняли из университетов. Как, например, выдающегося генетика Михаила Лобашева, с которого Каверин писал Саньку Григорьева из «Двух капитанов».

 

        Российскую генетику спас октябрьский пленум ЦК КПСС 1964 года, снявший Хрущева, а с ним и Лысенко. Но до того науку спасали сами ученые – очень изобретательно. Скажем, преподаватель ЛГУ Василий Федоров, читая курс «Критика хромосомной теории наследственности», начинал так: «Как учил нас великий Ленин, чтобы спорить – надо знать. Поэтому давайте узнаем эту теорию...».

Но больше всего российской генетике помогла выстоять сама генетика. Есть в ней такой термин – «принцип основателя»: когда популяцию изначально основывают немногие особи, с небольшим разнообразием генотипов, а в дальнейшем популяция обогащается, принимая другие генотипы. Образно говоря, в Университете сложился свой «принцип основателя» – вернувшегося на кафедру в 1957 году М. Е. Лобашева: он приглашал для чтения лекций сохранившихся специалистов в разных областях генетики («недобитых морганистов»), приверженцев разных теорий, обладателей разных точек зрения, – чтобы «обогатить науку».

 

        Сейчас у кафедры пять лабораторий: физиологической генетики, генетики растений, генетики животных, генной и клеточной инженерии растений, биохимической генетики. И два адреса: в доме во дворе главного здания Университета на В. О. и в Старом Петергофе. Если внимательно читать таблички, увидите и такую: «Российская Академия наук. Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова. Санкт-Петербургский филиал». То есть это не только университетская кафедра. Это учреждение в системе Академии наук. Единственное такого рода в Петербурге.

 

 – За прионы в 1997 году была дана Нобелевская премия американцу Стенли Прузинеру. Интерес был тогда стимулирован всей этой историей с коровьим бешенством. Нейродегенеративное заболевание, а проще – старческий маразм, связан с тем, что один из клеточных белков, не меняя своей первичной структуры (в нем остаются те же самые аминокислоты), меняет свою пространственную конфигурацию. И до сих пор идут споры – это патология или адаптивный механизм. Я принадлежу к той части спорящих, которые полагают, что это механизм адаптивного характера. Просто мы столкнулись с его извращением. Например, похожий механизм сборки белковых агрегатов работает и при стрессе, который сам по себе – универсальная адаптивная реакция на чрезмерные воздействия.

 

    Прузинер получил премию за прионы млекопитающих, а мы в лаборатории работаем с прионами дрожжей. У дрожжей очень много генов, гомологичных генам человека, – ту же болезнь Альцгеймера можно моделировать на них: взять кусок белка, который отвечает за болезнь Альцгеймера, соединить с дрожжевым геном – и смотреть, как он работает.

 

– Все эти разговоры: «птичий грипп», «свиной грипп» – хулиганство. Это просто возможность, как говорится, «срубить бабки». Да любой вирус гриппа имеет в качестве промежуточного хозяина птиц и свиней. Что, перестрелять всех перелетных птиц? Перерезать всех свиней?

 

        На самом деле человек должен научиться жить в гармонии с окружающей средой. Наряду с пропагандой экологических знаний необходимы и чисто «полицейские меры»: не жги сухую траву, ибо в результате гибнут и растения, и многочисленные почвенные животные, и микроорганизмы; не руби лес, особенно по берегам рек и озер, потому что это ведет к дефициту кислорода (наши леса его источник) и к дефициту чистой пресной воды (прибрежные леса сохраняют водоемы). А ведь это две современные «страшилки» – загрязнение атмосферы и грядущий дефицит чистой воды. Но человек – единственное живое существо, которое, вместо того чтобы адаптироваться к окружающей среде, перестраивает ее под себя. Не задумываясь над тем, что сам он – часть биосферы. Это как у Брэдбери: наступил на бабочку – и мир изменился.

 

– Мало того что сейчас в природе тысячи видов находятся под угрозой уничтожения. Многие виды вы можете обнаружить в самых неожиданных местах. В Балтийском море, например, поселился китайский краб. Ах, какая экзотика! Ну китайский краб – ладно; а есть такой рачок, который к нам попал из Понтокаспийского региона, и поскольку здесь он не имеет естественных врагов, размножается так, что в Лужской губе рыболовство упало на 40% – рачок сети забивает. В США из Атлантики в Великие Озера попал один моллюск, на ежегодную очистку от которого американцы тратят сотни миллионов долларов. Теперь этот моллюск есть и у нас, появился уже около ЛАЭС – а это чревато зарастанием выпускных коллекторов.

 

– Необязательно. Человек сам – на танкерах, самолетах и так далее – доставляет различные виды на чужую территорию. Вы летите на самолете через Атлантику, и с вами летит домашняя муха – через 10 часов она уже в другой части света. Раньше такое представить себе было невозможно.

 

        Кроме того, есть еще одна колоссальная по важности вещь: человек свою эволюцию – биологическую – закончил. Эволюция перешла в культурную сферу. Образный пример: чтобы рыбы в процессе эволюции вышли на сушу, а потом полетели, понадобились миллионы лет, и при этом происходило качественное изменение в их биологической организации. Чтобы человеку взлететь, выйти в космос, потребовались всего лишь годы. И при этом в «полетевшем» человеке не произошло никаких морфологических изменений. Почувствуйте разницу: вот так теперь эволюционирует человечество – не биологически, а всякими техническими придумками.

 

        Мы, в общем-то, чужеродные существа на этой земле. Не потому, что созданы богом или заброшены сюда инопланетянами. А потому, что мы «доэволюционировались» до последней стадии. Дальше ничего уже быть не может – потому что нет отбора. Нет серьезной географической изоляции между расами и популяциями, нет отбора в пользу тех или иных генотипов, нет «волн жизни», когда популяции то очень много, то очень мало. Сейчас человечество только растет количественно.

 

        Я думаю, что будущее теории эволюции – за экологической генетикой. Это направление открывает огромные возможности. Если предыдущим этапом была синтетическая теория (синтез дарвинизма и генетики), то теперь – синтетическая теория плюс экология. Потому что если человек собственную биологическую эволюцию завершил (есть и другая точка зрения), то экосистемы, биосфера в целом продолжают эволюционировать в значительной мере теперь уже и под влиянием человека. Все находится во взаимодействии. И, возвращаясь к сказанному, уже поэтому глупо уничтожать птиц.

 

 – Когда ругают генетически модифицированные растения, я отвечаю: посмотрите на то, что у вас на столе! Такой красивый виноград вы получаете после 18-кратной обработки химией. И не спрашивайте потом, отчего у детей столько аллергий. А бум в прессе поднят потому, что борются два клана – генетики и химики. Представьте себе, сколько потеряют химические компании, если не потребуется многократная обработка полей.

 

– Это разговоры несведущих людей. Мы же не становимся рыбой, когда едим рыбу. А растению введен всего один рыбий ген, чтобы придать устойчивость к холоду. Утверждать, что генетически модифицированные растения вредны – странно хотя бы потому, что перенос генов от одних организмов к другим в природе и так существует. Мы в лаборатории показали, что некоторые виды растений – например, льнянка – имеют гены от бактерий. В природе постоянно идет обмен генетической информацией. 90% генов в геноме человека имеют сходство с генами шимпанзе и от 20 до 40% – сходство с генами растений. Бог не так уж мудрствовал – у него было энное количество кирпичиков, которые он тасовал и создал это разнообразие.

На самом деле сейчас мы в лаборатории можем сделать все. Взять ген от любого организма – от человека, бактерии, насекомого – и перенести в растение. И придавать ему нужные свойства. В первую очередь – устойчивость к вредителям сельского хозяйства. Колорадский жук ведь ест картошку не потому, что она вкусная, а потому, что жуку, чтобы пройти полный цикл развития, нужны стероидные гормоны, стерины экдизоны. Если человек сам в себе синтезирует эти гормоны, то насекомые берут нужное у растений. Мы так изменили биосинтез стеринов у картофеля, что он стал неинтересен для вредителей.

 

– На другом поле, у другого картофеля! Наши манипуляции сказываются только на плодовитости жука – мы не уничтожаем вид. А на других насекомых это не повлияет.

Далее. Мы добиваемся того, чтобы поле достаточно было обработать химикатами один раз. Еще одно направление – солеустойчивость: едва ли не треть земель в России – засолены, растения на них гибнут; и наша задача – сделать растение таким, чтобы оно могло расти на этих почвах. Мы уже выделили у растения под названием солерос (которое по природе своей может расти на засоленных почвах) ген, отвечающий за солеустойчивость.

 

        Еще пример. В природе задумано, что томат должен треснуть, а семена – рассыпаться. Но генные инженеры взяли у томата его же собственный ген, размягчающий оболочку плода, и перевернули на 180 градусов. И он уже не работает. А человек получил плоды, которые можно транспортировать.

 

– Мы ведь уже работаем на уровне ДНК – можем ее разрезать на кусочки в определенных местах, переместить их в нужной последовательности...

Или лесная земляника: такой дивный запах ей придают бактерии, которые поселяются на ягоде. Ген, придающий этот запах, уже выделен, так что садовую землянику в скором времени будем покупать с запахом лесной земляники.

Возможностей очень много: можно улучшить свойства растительных масел, убрав те жирные кислоты, которые вредны для сердца; развивается мощное направление – получение трансгенных растений как продуцентов съедобных вакцин, когда вместо прививки достаточно съесть, скажем, банан.

 

– У нас пока нет. Наша страна – удивительная: у нас запрещено выращивать трансгенные растения... Однако нонсенс: их разрешено ввозить. В России разрешены к выращиванию только пять трансгенных растений, среди которых картофель, сахарная свекла, соя, но это американские сорта, у нас они чувствуют себя плохо – надо разрабатывать свои.

 

– Сейчас в России тратят кучу денег на организацию лабораторий для таких проверок. Но это абсолютно ничего не даст. Потому что эти лаборатории могут проверить продукт только на определенный ген – скажем, на гербицидоустойчивость. И маркировка «не содержит ГМО» в этом случае будет означать, что продукт не содержит какого-то определенного гена. Без гарантии, что нет других «чужих» генов. Кстати, наша университетская лаборатория может определить не только наличие «чужих» генов, но и их количество в продукте.

 

        Если говорить о фитосанитарном контроле, то в России сейчас проверяют почему-то только золотой рис (такой цвет он имеет из-за введенного в него гена цветка нарцисса, синтезирующего витамин А, которого в обычном рисе очень мало).

На самом деле следовало бы проверять любой продукт. Вне зависимости от того, каким способом он получен. Потому что и традиционной селекцией можно получить ядовитейший картофель. Важен конечный результат: продукт должен быть безопасным с точки зрения аллергии, токсичности, возможности изменения наследственных структур.

 

– Да, все остается в лаборатории. Я знаю, что новосибирцы вывели томаты с генами вакцины против гепатита и СПИДа – повышающие иммунитет. Испытания пройдены. Но дальше проект застопорился.

 

        Кстати, лаборатории уже десятилетиями работают с трансгенными растениями, и кто поручится, что какой-нибудь студент не унес полученное трансгенное растение на дачу? Думаю, если проверить все, что продается на рынке и выращивается на дачных участках, мы очень удивимся результатам.

 

Термин «генетический паспорт» давно на слуху. Это индивидуальный банк ДНК-данных, который содержит информацию о генах «слабого звена» организма. Точнее – о генах предрасположенности человека к тем или иным болезням. В этом направлении университетская кафедра сотрудничает с Научно-исследовательским институтом акушерства и гинекологии им. Отта. Как говорит руководитель лаборатории пренатальной диагностики НИИ, профессор кафедры генетики и селекции СПбГУ, член-корр. РАМН Владислав Сергеевич Баранов, большинство его нынешних сотрудников – выпускники Большого университета. 

 

– Теоретически – генетический груз должен нарастать. Но практически мы не ощущаем заметного его роста. Доля заболеваний, связанных напрямую с мутациями генов (гемофилия, муковисцидоз и многие другие), – по-прежнему около 1,0% от всех болезней. А доля хромосомных мутаций (например, болезнь Дауна) – до 0,5%. Человек может не подозревать, что несет в себе мутацию, но она будет иметь значение, если у супруга или супруги окажется та же мутация. Тогда ребенок может родиться с серьезнейшими нарушениями. Генные и хромосомные болезни лучше диагностировать задолго до рождения и рекомендовать женщине прервать беременность, но решение, конечно, за ней.

 

– Вовсе нет! Просто мы уже на ранних сроках беременности можем определить, здоров ли плод. Следовательно, родится именно тот ребенок, который будет гарантированно здоров.

 

        А если говорить о «генетическом грузе», то он скорее связан с тем, что меняются условия среды, ухудшается экологическая обстановка, – это влияет на работу наших генов и провоцирует изменения в организме. Это самая обширная группа, 98,5% всех заболеваний: бронхиальная астма, диабет, остеопороз, различная онкология, ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, алкоголизм, наркомания, психические заболевания и многие другие. Вот чтобы их не провоцировать, чтобы знать, какие гены в организме ослаблены, мы и разрабатываем генетический паспорт.

 

        Правда, говоря «генетический паспорт», обычно имеют в виду только его часть – так называемый индивидуальный генетический номер. Сейчас ведь можно узнать реальный генетический номер человека – не некий номер, «данный кем-то», а существующий – это перечисление аллелей (то есть различных форм одного и того же гена), расположенных в одинаковых участках (локусах) парных хромосом. Вариация их такова, что номер будет записан 12-значным числом, которое никогда не повторится. Исключение – близнецы, то есть естественные клоны.

 

        Иметь генетический номер очень важно – особенно военным, сотрудникам МЧС... Человека можно опознать даже по волоску, даже по плевку. Такая идентификация личности чрезвычайно важна и в борьбе с преступностью: с 1 января 2009 года в стране действует указ, по которому все преступники должны получить свой генетический номер. Некоторые даже шутят: чтобы обычному человеку узнать свой генетический номер бесплатно, а не за 15 тысяч рублей, надо совершить преступление.

 

        Но повторю: главное в генетическом паспорте – результаты тестирования генов «предрасположенности».

 

– Генетическое тестирование не заменяет существующие лабораторные анализы. Они скорее дополняют друг друга. Биохимические показатели меняются постоянно – от того, что вы съели, выпили, у вас разная свертываемость крови, гормональный фон. Эту меняющуюся картину нужно сопоставлять с результатами генетического тестирования, потому что геном в течение жизни остается практически не измененным.

 

– Есть мутации в отдельных клетках. Но для простоты лучше считать, что на протяжении жизни геном организма в целом остается стабильным. В худшем случае в результате мутагенных факторов – например, курения, радиации – мутации будут, скорее всего, не во всех клетках, а только в клетках отдельных тканей – желудка, молочной железы, печени и пр. Но они не затронут геном целого организма.

 

        В генетическом тестировании есть проблемы: как доказать, что его результаты статистически достоверны? Что мы, определяя у человека предрасположенность к болезни, проверили все имеющие отношение к этой болезни гены? Правда, уже действует метод общегеномного скрининга – он позволяет просканировать весь геном по отношению к какой-то болезни, но в России его пока не делают. И в любом случае остается проблема интерпретации результатов тестирования. Врачей нужно этому специально учить – а мы пока не можем добиться, чтобы врачи знали медицинскую генетику, а ведь только после этого можно понимать результаты генетического тестирования.

 

    ...Уже и в самой генетике произошла революция: от исследования отдельных генов, отдельных признаков мы пришли к геномике – более сложному пониманию роли всего наследственного аппарата. Геномная медицина включает в себя нутригеномику (геномику питания); токсикогеномику (реакцию организма на токсические вещества); спортивную геномику (у большого количества людей патологии сердца провоцируются неправильно выбранным видом спорта); дерматогеномику (она помогает сохранять молодой нашу кожу); фармакогеномику (все по-разному реагируют на лекарства); психогеномику (геномику психического состояния); геномику старения (роль наследственности в продолжительности жизни), кардиогеномику (болезни сердца и сосудов)...

 

– Думаю, не меньше пятидесяти. Кстати, в нашей лаборатории обязательно спрашивают заранее – так ли нужна человеку вся эта информация: мнительному она может и повредить. Или другой пример: не рекомендуется делать генетический паспорт детям – неизвестно, как родители отреагируют; вдруг один ребенок им покажется по геному лучше, другой – похуже.

 

        Генетика поднимает целый пласт вопросов, очень тонких и юридически пока мало проработанных. Как быть страховым компаниям: допустим, человек, узнав о своем смертельном диагнозе, еще чувствуя себя вполне хорошо, начнет страховать свою жизнь на миллионы? Следует ли, вступая в брак, говорить супругу, что вы носитель потенциально болезнетворной мутации? И главное – как сохранить совершенную секретность паспорта, ведь из него можно узнать, что у человека предрасположенность к алкоголизму, наркомании и даже к преступлениям...

 

– Гены вмешиваются в нашу психическую сферу. Есть гены, от функций которых зависит, хорошее настроение у человека или плохое. Есть ген, который активен у детей, которых недолюбили в детстве, – его варианты располагают к разным асоциальным поступкам. Побуждает к «плохому поведению» присутствие лишней игрек-хромосомы или наличие большой «мужской» игрек-хромосомы. Известны гены, которые предрасполагают к игре в рулетку и к другим азартным играм, – это близко к «генам алкоголизма». Есть ген с довольно странным эффектом: для одних людей, чтобы получить удовольствие, достаточно понюхать цветок; другие за той же долей удовольствия прыгают в пропасть с тарзанки.

 

        Это не приговор: свои генетические особенности надо бы знать заранее и не провоцировать риск. Лозунг, которому мы следуем: «Научить человека жить в гармонии со своими генами». Узнав особенности своей реакции на продукты, на лекарства, на внешние воздействия, можно выработать оптимальный режим жизни.

 

– Тестироваться нужно уже после посещения врача-генетика, чтобы была ориентировка, какие именно гены смотреть. Тестирование одного гена сейчас стоит примерно 300 – 400 рублей, но для каждой болезни нужно проверить разное количество генов: для тромбофилии – около десяти, для остеопороза – меньше, для сердечно-сосудистых заболеваний – больше. По нутригеномике надо проверять около 20 генов, а весь генетический паспорт в нашем исполнении включает в себя около 70 генов.

 

 

– Просто сдает кровь. Один-два кубика. А из других городов, из лечебных учреждений мы получаем кровь на генетические тесты в конверте – небольшое пятнышко на фильтровальной бумаге... Вот как раз конверт какой-то пришел. Вскрываем... Действительно, пятно крови.

Выпуск  № 189  от  08.10.2009