Игорь Лалаянц
Дастин Хоффман создал классический образ аутиста – человека с феноменальной памятью Реймонда. Кадр из фильма «Человек дождя». 1988
Жизнь, как и время, устремлена только вперед, и лишь в особых лабораторных условиях удается отмотать назад клеточное время, тем самым искусственно омолодить клетки взрослого организма, сделав их похожими на эмбриональные стволовые. За разработку этой уникальной технологии эксперты Каролинского института в Стокгольме решили дать Нобелевскую премию 2012 года. Но даже эмбриональные стволовые клетки представляют собой уже довольно продвинутый этап развития.
Слияния двух герминативных, или половых, клеток приводят к оплодотворению с последующим формированием зародыша (гермами латиняне называли отростки и побеги растений, отсюда – германцы, то есть жители лесов). При этом у детей оказываются несколько иные гены, чем у их отца и матери, и это – залог развития человека как вида. Половые клетки образуются в результате деления стволовых клеток тестикулов и яичников, которому предшествует синтез ДНК, дающий сбои, в результате чего возникают мутации, в большинстве случаев нейтральные (безвредные). Молекулярная биология знает, что частота подобных «опечаток» составляет 1:10 млн., и при общем размере генома человека – 3 млрд. «букв» ген-кода получается, что каждый спермий или яйцеклетка могут нести до 300 мутаций, или 600 у ребенка. Это подтверждено большим коллективом авторов из Дании и Ирландии, Китая и их коллег в Гарварде и Сан-Диего.
Они провели считывание полных геномов 10 пар однояйцовых (монозиготных) близнецов, страдающих аутизмом, и их здоровых родителей. Напомним, что первый геном человека был опубликован всего лишь 10 лет назад. В общей сложности ученые обнаружили у всех близнецов 600 герминативных мутаций, или в среднем по 60 на каждого ребенка (геномы близнецов практически идентичны), что в 10 раз меньше, нежели предполагалось теоретически, что, конечно же, радует. Но среднее число скрывает индивидуальные особенности. У детей с расстройствами аутического спектра (ASD – Autism Spectrum Disorders) выявились горячие точки, средняя мутабильность в которых отличалась в 100 раз от нормы.
Ученые университетов Хайфы и Марселя, работавшие с коллегами из Нью-Йорка и Сан-Франциско, привели конкретный пример генетического отличия генной активности у мышиной модели аутизма. Выяснилось, что мутации подвергается ген ЕIF («инициирующий фактор эукариотов», то есть организмов с ядерными клетками). В норме белок, кодируемый этим геном, необходим для начала инициации синтеза других протеинов, однако при аутизме наблюдается излишняя активность данного гена. Введение подопытным мышам в мозг блокатора EIF нормализовало их поведение.
В университете штата Вашингтон в Сиэтле провели секвенирование 44 генов у 2446 человек, выявив 27 нарушений в 16 из них. Мутации генов приводят к нарушениям в их белках, и наибольшее подозрение у авторов статьи в Science вызвали шесть генов, изменения в которых приводят к ракам, а также макро- и микроцефалии. Одним из них является ген бета-катенина, одного из важнейших протеинов, регулирующих клеточное деление. Выключение данного гена приводит к тому, что мышата рождаются в два раза с большим мозгом. Исследователи полагают, что нарушения в генах, ведущие к аутизму, определяют также структуру хроматина, представляющего собой ДНК и «обслуживающие» ее протеины, регулирующие активность генов.
Авторы отлично понимают, что сделанные ими выводы требуют дальнейшего обоснования, поэтому надеются, что в скором будущем им удастся набрать значительно больше геномов для сравнения и понимания генетико-мутационных механизмов развития самих болезней. Это позволит вести нацеленный поиск возможных лекарств для избавления людей от физических и душевных страданий. А пока они представили на суд коллег свое видение горячих точек в хромосоме. Такими же точками стали совсем недавно островок в Норвегии, офис московской фирмы и очередная американская школа, на этот раз в Коннектикуте.
Дарья Гармоненко