«И у хорошей коровы может родиться плохой теленок»
(Английская поговорка)
Как часто мы, пытаясь найти какое-то оправдание собственной лени и не желая ничего менять в своей жизни, говорим: «это у меня наследственное», «это от папы», «это от мамы», «это от бабушки», «это у нас семейное» и т. д.
И огромное количество людей живут с сознанием того, что ничего невозможно сделать, наследственность неотвратима, все дело в генах. Именно из-за наследственности у них: ожирение, замедленный обмен, повышенное давление, повышенный холестерин, высокий сахар и т. д. Так ли это на самом деле? Давайте разберемся.
Наследственные болезни не излечимы
«Природа – как фокусник: за ней нужен глаз да глаз»
Сэмюэл Батлер
За одно поколение все человечество накапливает около 100 новых мутаций, одни из них могут быть положительными для дальнейшей эволюции вида – они могут сохраняться, другие – нейтральны, а третьи – не совместимы с жизнью или вредны.
Среди огромного разнообразия заболеваний существует определенный класс болезней – генные болезни. Эти заболевания встречаются достаточно редко. Природа очень разумно отсевает генетические тяжелые патологии еще на уровне половых клеток, затем на уровне эмбриона, который чаще всего абортируется на ранних или поздних сроках. Но все-таки не все заболевания природе удается предотвратить до рождения ребенка. Иногда ребенок с тяжелым генетическим отклонением все же рождается на свет, но и в этом случае он часто погибает на первом году жизни, если его патология несовместима с жизнью. И даже при таком тщательном природном отсеве человеческих организмов с генетическими патологиями во время самого начала их развития часть людей все-таки способна выжить благодаря развитию медицины и созданию определенных условий для их существования. Они получают от одного или обоих родителей неправильную копию одного единственного гена, которая кодирует один единственный неправильный белок с измененной функцией, и это приводит к возникновению самых разнообразных патологий: например, серповидно-клеточная анемия, трисомия или муковисцидоз. Это моногенные болезни, вызванные изменением одного гена. В большинстве таких случаев на сегодняшний день мало что можно предпринять: ничто не может изменить физиологическое состояние человека.
В будущем данную проблему можно будет решать с помощью геномной медицины. Неудачную последовательность ДНК можно будет изменить на нормальную, в этом случае не будет причины заболевания, не будет и болезни. В идеале это нужно сделать еще на стадии зачатия, когда организм существует еще в виде одной клетки. После того, как происходит развитие, и организм человека состоит уже из триллионов клеток, излечить такую генетическую ошибку в каждой из клеток организма будет технически не возможно.
Совсем недавно возникли подходы, которые позволяют бороться с такого рода геномными болезнями. Это геномное редактирование с помощью технологии CRISPR/Cas. Каждый из нас содержит два набора генов – от папы и от мамы. Например, папин ген не удался, в нем находится мутация, которая приводит к какому-то тяжелому состоянию, а мамин ген абсолютно нормальный. Если мы можем расщепить папину неправильную копию в том месте, где есть мутация, то клетка сама залечивает разрыв по оставшейся здоровой маминой копии.
CRISPR/Cas системы стали применяться для редактирования клеток высших организмов в 2013 году. В 2015 году появилось сообщение о том, что наконец-то сделаны попытки подредактировать, исправить человеческие эмбрионы.
Для проведения опыта бралась оплодотворенная человеческая яйцеклетка, которая имела испорченный ген (две копии его), приводящий к болезни крови бета-талассемии. В эту яйцеклетку был введен белок Cas, который должен был неправильную копию гена раскусить, чтобы потом ее залечили. После этого эмбрионам позволили расти до небольшого сгустка клеток. А затем стали смотреть, что стало с этими эмбрионами на уровне генома: излечились они или нет? В результате излечивание было только в 5–10 % случаев. Процент низкий, но технология могла бы дорабатываться в дальнейшем, чтобы повысить процент.
Плохо было то, что почти во всех клетках присутствовало еще большее количество других мутаций, которые были вовсе не в тех местах, на которые было нацелено внимание исследователей. То есть система CRISPR/Cas– вносила изменения не только в то место, куда хотелось специалистам, но и в другие места генома. Это на данный момент большая проблема, и как с этим быть пока неясно. Есть масса участков генома, которые хотелось бы исправить, но подобраться к ним именно с этой технологией очень сложно.
Кроме того, существуют генетические заболевания, связанные с лишними повторами последовательностей нуклеотидов или нарушениями, происходящими во время расхождения хромосом. Например, при синдроме Дауна у человека остается одна лишняя хромосома – трисомия по 21 хромосоме.
Пока ученые научились только диагностике некоторых таких состояний до родов, чтобы предложить женщине вовремя сделать прерывание беременности при выявлении грубой патологии развивающегося плода, но, к сожалению, нет на настоящий момент практических инструментов по излечиванию таких заболеваний.
«У кого-то наследство, а у нас наследственность».
Поговорка
Кроме моногенных заболеваний (один ген – одно заболевание), при которых практически ничего не возможно предпринять, существуют, и так называемые, полигенные болезни (много генов или их сочетание – одно заболевание).
Полигенное наследование («множественное» или мультифакторное) – это такой тип наследования признаков, который обусловлен действием многих генов, каждый из которых может оказывать лишь слабое действие. При этом типе наследования фенотипическое (внешнее) проявление полигенно обусловленного признака зависит от условий внешней среды. За этот тип наследования отвечают два и более гена или их взаимодействие с окружающей средой, или и то, и другое. Полигенные признаки, в отличие от моногенных, не подчиняются законам Менделя.
