Краткая история почти всего на свете - Брайсон Билл

Это достойно сожаления в одном важном аспекте, потому что если бы у вас были отдельные гены, определяющие рост, предрасположенность к диабету или к облысению или какое-либо другое отличительное свойство, было бы легко — во всяком случае, сравнительно легко — выделить их и попытаться починить. К сожалению, 35 тысяч функционирующих независимо генов даже близко недостаточно для создания такого сложного существа, каким является человек. Некоторые болезни — например, гемофилия, болезнь Паркинсона,³⁵³ болезнь Хантингтона и кистозный фиброз (муковисцидоз) — вызываются одиночными нарушенными генами, но, как правило, вредоносные гены выпалываются естественным отбором задолго до того, как они начнут причинять систематический ущерб виду или популяции. По большей части наша судьба и наше благополучие — и даже цвет глаз — определяются не отдельными генами, а группами генов, действующих объединенными усилиями. Потому-то так трудно разобраться, как все это стыкуется, и потому мы еще не скоро будем производить на свет младенцев по заказу.

В сущности, чем больше мы узнаем в последние годы, тем более сложные возникают вопросы. Оказывается, что даже размышления влияют на характер работы генов. Скорость, с какой растет борода у мужчины, например, отчасти зависит от того, как много он думает о сексе (потому что мысли о сексе вызывают выброс тестостерона). В начале 1990-х годов ученые сделали еще более значительное открытие, когда обнаружили, что могут изъять из эмбрионов мыши гены, которые предположительно считались жизненно важными, и тем не менее мыши часто рождались не только здоровыми, но порой более здоровыми, чем их братья и сестры, которых не трогали. Оказалось, что когда уничтожались отдельные важные гены, их место занимали другие, закрывая брешь. Это отличная новость для нас как живых организмов, но не такая хорошая для понимания того, какже все-таки работают клетки, поскольку она добавляет еще один уровень сложности к явлению, в котором мы только-только начали разбираться.

В значительной степени из-за этих усложняющих факторов вдруг оказалось, что мы только начинаем понимать геном человека. Геном, по выражению Эрика Ландера³⁵⁴ из Массачусетского технологического института, это вроде сборочного листа человеческого тела: в нем говорится, из чего мы сделаны, но ничего нет о том, как мы функционируем. Теперь нам требуется руководство по эксплуатации — указания, как его запустить. Нам до этого еще очень неблизко.

А теперь стоит задача расшифровать протеом человека — это понятие настолько новое, что самого термина «протеом» десяток лет назад еще не было в помине. Протеом — это библиотека, содержащая информацию, по которой строятся белки. «К сожалению, — отмечал журнал Scientific American весной 2002 года, — протеом намного сложнее генома».³⁵⁵

И это еще мягко сказано. Белки, как вы помните, это рабочие лошадки всех живых организмов. В любой клетке в любое время могут быть заняты делом целых 100 млн белковых молекул. Уйма дел, в которых надо попробовать разобраться. Хуже того, поведение и деятельность белков зависят не только от их химии, как у генов, но и от их формы. Чтобы функционировать, белок должен не только состоять из надлежащим образом собранных химических компонентов, но, кроме того, должен уложиться в строго определенную форму. Термин «укладка» немного дезориентирует, поскольку наводит на мысль о геометрической аккуратности, чего на самом деле нет. Белки перекручиваются, сворачиваются в петли и спирали, сминаются, принимая замысловатые сложные формы. Они скорее походят на бешено скомканные проволочные плечики для одежды, нежели на сложенные полотенца.

Более того, белки (если мне будет позволено воспользоваться уместным здесь архаизмом) можно назвать распутниками биологического мира. В зависимости от настроения и положения с обменом веществ они среди всего прочего позволяют себе фосфорилироваться, гликозилироваться, ацетилироваться, убиквитинироваться, сульфатироваться и цепляться к гликофосфатдилинозитоловым якорям. Привести их в движение часто бывает сравнительно легко. Выпейте бокал вина, замечает журнал Scientific American, и тут же во всем организме существенно изменится количество и характер белков. Это приятно для пьющих, но далеко не помогает генетикам, пытающимся разобраться в том, что же происходит.

Все это может показаться невероятно сложным, и в некоторых отношениях действительно невероятно сложно. Но за всем этим также скрывается простота, в основе которой лежит единый характер жизнедеятельности. Все эти незаметные искусные химические процессы, дающие жизнь клеткам, — совместные усилия нуклеотидов, транскрипция ДНК в РНК, — развились лишь единожды и с тех пор оставались довольно устойчивыми во всей природе. Как полушутя заметил покойный французский генетик Жак Монод:³⁵⁶ «Все, что верно в отношении Е. coli (кишечной палочки), верно и в отношении слонов, разве что в большей степени».