Геном людини

"Науки складають знання, логічно з'єднані в систему і пройняті ідеєю ".

М. Куторга

До розшифровки генома залишилося ... 100 років

Інтерв'ю кореспондентки Світлани Білостоцький з доктором біологічних наук, заступником директора з науки Інституту молекулярної генетики РАН, членом HUGO - Міжнародної організації з дослідження геному людини, В'ячеславом Тарантул.

"2000": Наскільки важлива для науки розшифровка генома людини, яка ось-ось буде завершена?

В.Т.: Одразу хочу підкреслити, що ті дослідження з визначення послідовності нуклеотидів в ДНК, які завершують зараз американці - це ще не розшифровка геному. Пройдено принципово важливий, але тільки початковий технологічний етап розшифровки генома, що не вимагає ніяких істотних зусиль крім великих матеріальних вкладень. Розшифрувати - значить зрозуміти сенс написаного. Ми ж поки нічого не розшифрували.

Ми просто клинописом написали довгий-довгий текст - 3 мільярди букв. Але ми його не розуміємо. Про якісь ділянках ДНК ми можемо дещо сказати, про інші взагалі нічого не знаємо. Якщо раніше ми вивчали якийсь ген, що ми його дізнаємося в цій написи, але більшість генів ніхто досі не вивчав. За повсякденним оцінками, в геномі людини зашифровано приблизно 80000 генів. Ми знаємо про структурі в кращому випадку 6-8 тисяч генів, а це тільки десята частина генома. Про існування 90% генів і кодованих ними білкових молекул, що регулюють роботу нашого організму, ми до сих пір навіть не підозрювали.

Тепер же, маючи структурну карту ДНК, можна перейти до основного етапу роботи - брати невідомі ділянки ДНК, розпізнавати невідомі гени і дивитися, за що вони відповідають в організмі, які біологічно активні і важливі для нормального метаболізму речовини вони кодують. Навіть якщо хвороба виявиться спадкової, знаючи механізм патології, тобто до чого призводить та чи інша мутація, можна буде знайти підходи до лікування. Якщо мутація, скажімо, призвела до браку будь-якого білка, цей білок заповнять через харчування або ін'єкції, активують або инактивируют за допомогою лікарських засобів або методів генної терапії. У Америці ця програма вже реалізується по всіх відомих мутацій у відомих генах.

У Росії зараз ми діагностуємо 30 спадкових захворювань. Однак важливо не тільки визначити функцію того чи іншого гена, але і зрозуміти, як він веде себе на протягом усього життя. Тут мало знати, що функція гена гемоглобіну -- переносити кисень. Можливо, що здатність білка вистачати кисень з віком слабшає, тому що в гені щось відбувається. Все це теж має бути ретельно вивчити.

"2000": Тривалість життя того чи іншого виду теж записана в генетичному коді?

В.Т.: Так, звичайно. Але зрозуміти, яким чином і з чим конкретно це пов'язано, ми поки не можемо. Хоча відомо, що така хвороба, як передчасне старіння, пов'язана з певними мутаціями в певному гені. Залишилось зрозуміти, яка функція білка, кодованого цим геном, і яка його роль у метаболізмі клітини.

"2000": А що, якщо порівняти геноми людини і крокодила, який живе 300 років, і подивитися, за рахунок чого у нас така різна тривалість життя?

В.Т.: Саме порівняння генетичних кодів різних організмів і дасть в кінцевому підсумку розуміння проблем старіння. Але для цього треба для початку прочитати геном тварин довгожителів. На сьогоднішній день ми не маємо навіть генетичного коду миші, не кажучи вже про крокодила. А це знову величезний багато мільярдний проект. Якщо американці, прочитавши структуру геному людини, візьмуться за мишу або крокодила, ми будемо це тільки вітати.

"2000": Скільки ж часу займе справжня розшифровка нашого генома?

В.Т.: Думаю, за сто років ми впораємося.

"2000": Виходить, реальні плоди ні нам, ні нашим дітям не доведеться відчути на собі?

В.Т.: Це не зовсім так. Так само як програма СОІ колись дала поштовх цілому ряду передових технологій в самих різних галузях - від металургії до обчислювальної техніки, проект "Геном людини" призвів до появи нових підходів у вірусології, імунології, фармакології та медицині. Не кажучи вже про ту ж обчислювальної техніки. Адже щоб обробити такий масив даних, потрібні нові комп'ютери та нові комп'ютерні програми.

Паралельно з розшифровкою геному людини на базі тих же сучасних ме тодов були повністю прочитані геноми таких класичних генетичних об'єктів, як муха дрозофіла і круглий хробак нематода. Тим самим покладено початок створенню єдиного геномного інформаційного поля, що надзвичайно важливо як для вивчення функції тих чи інших генів, так і для розуміння механізму еволюції.

Виявилося, що людина тільки в 4 рази відрізняється за складністю від хробака, що має в своєму геномі 20 тисяч генів. Ми дізналися, що гени, що виконують схожі функції і у дрозофіли, і у черв'яка, і в людини, мають багато спільного. Але оскільки генетичні маніпуляції з людиною заборонені, гени цих організмів вивчені краще, ніж гени людини. І тепер, знаючи функції тих чи інших генів дрозофіли, ми можемо проводити аналогії з їх дією в організмі людини.

Техніка розшифровки структури генома дозволила прочитати генетичні коди більше 30 патогенних мікроорганізмів, у тому числі збудників чуми, холери, всіляких вірусів. Сьогодні структуру будь-якого нового патогена можна про читати буквально за тиждень. Не випадково чисто молекулярний підхід до лікування СНІДу, на наш погляд, набагато ефективніше традиційної хіміотерапії. Внесення нових генів у уражені вірусом СНІДу Т-лімфоцити перешкоджають розвитку вірусу. Він перестає розмножуватися і, зрештою, гине.

Крім того, сьогодні знайдений ген, мутація якого взагалі захищає людину від зараження вірусом імунодефіциту. У різних регіонах світу частота такої мутації різна. Найчастіше вона зустрічається в Швеції і Німеччині. У нас в Росії таких мутантів близько 5%. Зараз ми намагаємося з'ясувати функцію цього гена, щоб використовувати його для боротьби зі СНІДом. Всі ці дослідження стали можливі лише завдяки сучасним методам, розробленими в ході розшифровки генома людини.

***

"Прогрес медицини - велике благо для людства. але надто вже часто він пов'язаний з неприпустимими, аморальними, а то й злочинними діяннями - експериментами на юдях ".

Г. Ратнер

невиліковних хвороб більше не буде

Інтерв'ю кореспондентки журналу "2000" Ірини Барадецкой з психологом, членом Російського психоаналітичного товариства Володимиром Осиповим.

"2000": У Сполучених Штатах 50% американців в ході соціологічних опитувань називали діяльність учасників проекту "Геном людини" аморальною, неетичною, спрямованої проти людини. Ви згодні з таким трактуванням роботи вчених?

В.О.: Мені здається, що етика і наукові дослідження знаходяться в кілька різних площинах. Це як створення атомної бомби. Вчений, що зробив відкриття, не винен в тому, як воно буде використовуватися. Я дивлюся на відкриття генетиків як якесь пізнання світу і законів. І якщо ми будемо знати ці закони, то це не означає, що ми себе від чогось убезпечимо. Саме по собі відкриття генетиків несе так багато позитивних моментів, що буде злочином не використовувати цей шанс для лікування і запобігання багатьох генетичних захворювань.

"2000": А що саме дає світу розшифровка генома?

В.О.: Перш за все, це понад рання діагностика, яка допоможе більш успішному лікуванню хвороб, що передаються спадковим шляхом. Будуть знайдені ліки від раку, діабету, астми, епілепсії, серцево-судинних захворювань і багатьох інших недуг, проти яких сьогоднішня медицина безсила. Крім того, з'явиться можливість розібратися в механізмі старіння, збільшити середню тривалість життя. Адже сьогодні в світі кожна сота дитина народжується з вродженими вадами розвитку, спадковими хворобами.

Генетичний аналіз плода на ранніх стадіях вагітності дозволить уникнути народження дітей з важкими патологіями. І мова вже йде не тільки про переривання вагітності, а й про можливе усунення дефекту in utero. Вивчення та опис генного апарату людини також обіцяє прорив у галузі фармакології, зокрема в виробництві нового покоління медикаментів, призначених певним групам пацієнтів у відповідності з їх індивідуальними особливостями. Як вважають лікарі, попереднє генетичне дослідження дозволить почати найбільш ефективне та нешкідливі для даного пацієнта "персональне ліки ".

Вивченням особливостей будови ДНК вже займається ціла нова галузь - фармокогенетіка. Досягнення генетиків можуть з успіхом застосовуватися в криміналістиці та судової медицині для індіфекціі особистості. Вже розроблено метод "генетичної дактилоскопії". За послідовностей ДНК можна встановлювати ступінь спорідненості людей, а по мітохондріальної ДНК - точно встановлювати спорідненість по материнській лінії.

"2000": Хто може мати доступ до генетичної інформації, отриманої в ході тестування, кому належить право власності на цю інформацію та зразки, зібрані при проведенні тестів?

В.О.: Дані, отримані під час просіювання, зацікавлять багатьох: органи працевлаштування, освіти, правоохоронні та судові органи, соціальні служби та страхові компанії. Все це створює загрозу безцеремонного вторгнення в таємницю особистості, дискримінації за генетичними ознаками і потребує етико-правової регламентації.

"2000": Не менш важке запитання - що станеться з людиною, якщо він дізнається про можливу схильності до будь-якої хвороби?

В.О.: Недавно в доповіді робочої групи з психічних розладів та генетики при Наффілдском раді з біоетики (Великобританія) говорилося про неприпустимість спроб використання генетичного тестування для прогнозу схильності до поширеним захворюванням, таким, як шизофренія чи хвороба Альцгеймера. Це. вважають британські біоетики, може ввести в оману: люди, у яких подібні гени будуть виявлені, будуть думати, що вони приречені.

І це може бути важким випробуванням для психіки. Ще одна проблема пов'язана з впливом на генетичний апарат не тільки пацієнта, але і його нащадків. До цих пір всі міжнародні конвенції проголошують, що таке втручання є неприпустимим, оскільки право людини на природний незмінний геном - це одна зі сторін його права на збереження людської гідності.

"2000": А що станеться, якщо з часом всіх будуть піддавати обов'язковому генетичному тестування?

В.О.: дивлячись як ця інформація буде використовуватися. Ось, наприклад, в армії США знають ДНК своїх солдатів і можуть визначити, хто дійсно загинув, а не валити всіх у одну яму. Мені здається. це залежить від тих норм моралі, які ми самі в собі несемо.

"2000": Чому на сьогоднішній день у відкриття генетиків більше супротивників, ніж прихильників? Звідки такий консерватизм та неприйняття новацій?

В.О.: Подібна реакція спирається на побоювання непередбачуваності результатів. Те, що цей метод може бути використаний на шкоду кому-то, - не аргумент, бо на шкоду може бути використано все, що завгодно: виделка, ніж, електродриль. Однак ніхто не забороняє їх випускати. Крім того, якщо вдалося заборонити застосування ядерної та хімічної зброї, то чому цього не можна зробити і стосовно генної терапії? У всьому цьому є одна серйозна психологічна проблема. Відкриття генетиків -- це в якійсь мірі четвертий удар за світоглядом людини.

Спочатку з'ясували, що Земля обертається навколо Сонця, а не навпаки. Потім - теорія походження видів Дарвіна, Фрейд заговорив про сексуальне. І раптом з'ясовується, що є можливість зазирнути всередину людини і щось там виправити. Люди починають відчувати себе безпорадними учасниками експерименту. Усі бояться якогось приголомшливого результату, що ми дізнаємося про себе таке, що змінить саме уявлення про нас і про наше місце в світі.

Стаття журналу "2000"

Щось цікаве

Клітини людини. Через 40 років після смерті Генрієтти Лакс клітини її організму все ще залишаються живими. З них була виділена одиночна клітка, в якій не вистачало хромосоми - 11; остання як тепер відомо, пригнічує процес появи новоутворень. У результаті ця клітина виявляється безсмертної і служить цінним об'єктом медико-біологічних досліджень.

"Книга рекордів Гіннесса "

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://medicinform.net/