Galaktyka genowa

Pracownicy Instytutu Genetyki i Cytologii Akademii Nauk Białorusi prawie pół wieku szukają odpowiedzi na “wieczne” pytania związane z urodzeniem człowieka i jego dziedzicznością

Pracownicy Instytutu Genetyki i Cytologii Akademii Nauk Białorusi prawie pół wieku szukają odpowiedzi na “wieczne” pytania związane z urodzeniem człowieka i jego dziedzicznością. Również ich interesują zmiany w żywej naturze i ich przyczyny. I poszukiwania białoruskich naukowców, którzy są znani w światowej społeczności biologów i genetyków, z powodzeniem się przedłużają


Z Internetu się dowiedziałam: w kalendarzu świąt jest Międzynarodowy Dzień DNA. Ale zanim odwiedzimy Instytut Genetyki i Cytologii Akademii Nauk, aby z pierwszej, jak mówią, ręki usłyszeć o naszych możliwościach na terytorium DNA, pogrążyłam się w tej kwestii.

Era DNA. Trochę historii

Międzynarodowy Dzień DNA jest obchodzony w dniu 25 kwietnia. W tym dniu naukowcy z dziedziny biologii molekularnej wielokrotnie robili odkrycia. Na przykład, w 1953 roku, w dniu 25 kwietnia, został opublikowany artykuł w amerykańskim czasopiśmie “Nature” z wynikami badań struktury DNA. Jego autorzy, James Watson i Francis Crick, później zostali laureatami nagrody Nobla. Jednak, według twierdzeń niektórych naukowców, odkryła DNA nieznana historii Rosalind Franklin. To ona sfotografowała jej nitki z rentgenowską jasnością. Jest jeszcze inne imię: Friedrich Miescher. Okazuje się, że lekarz dowiedział się o DNA o dwa wieki temu. Badając leukocyty zwierząt, znalazł pod mikroskopem dziwny związek, który był w jądrach komórek. Wytrącał się w postaci białych płatków po zakwaszeniu specjalnego roztworu. Znalezisko nazwał “nukleiną”, co tłumaczone z łaciny oznacza “jądro”. W tym czasie niewiele było wiadomo o strukturze jądra, ale domyślali się jego funkcji — zachowywać dziedziczne cechy. W tym samym czasie, nie uważali, że włókna białkowe mogą umieścić wszystkie informacje o żywym organizmie. Minęło ćwierć wieku, i naukowcy całkowicie zgodzili się z tym.

Kolejnym ważnym krokiem w badaniu DNA stało się oficjalne ogłoszenie: rozszyfrowanie ludzkiego genomu jest prawie ukończone. Co więcej, odbyło się to znowu w dniu 25 kwietnia. W tym samym dniu zostało wiadomo: niektóre odcinki DNA są nadal przedmiotem badań.

Kolejne otwarcia, zgodnie ze światem nauki, będą dokonane przez “samouka” lub, jak teraz mówią, biohakera. Trudno się z tym nie pogodzić, ponieważ wysokie technologie rozwijają się z najwyższą prędkością i ich dostępność pozwala każdemu “zagrać Boga”. Odnotowano już kilka odkryć, kiedy naukowiec-amator zbiera w domu urządzenie zdolne do badań DNA na choroby genetyczne. I zrobił to amerykański surfer Josh. Inny przykład: Richard Handle napisał szczegółowe instrukcje, jak zrobić w domu reakcję jądrową. Do praktyki, na szczęście, nie doszło: praworządny obywatel Szwecji poinformował o sobie odpowiednie władze.

Internauci rozpowszechniają domowe wideo z doświadczeniami ekstrakcji DNA z owoców i warzyw przy użyciu materiałów pod ręką: solu, szamponu, alkoholu i wody. To stało się bardzo proste, aby pokazać dziecku, jak wygląda białe “nitki” DNA, na przykład, cebuli. A rozmowy o genetycznie zmodyfikowanym człowieku ze sztucznie stworzonymi zdrowymi genami, które są prowadzone w telewizji, także przyciągają uwagę. I nie wiem, czy się bać, czy uspokajać się. Czasami wydaje się, jeszcze jeden krok — i uda się nam stworzyć doskonały świat, w którym żyją wiecznie młodzi i piękni ludzie.

Ostatnio na ekrany wszedł film “Jupiter: Intronizacja”. Jego twórcy Andy i Lana Wachowscy zaproponowali kolejną wersję wydarzeń, które mogą rozwinąć się w niepewnej przyszłości. Historia w najlepszych tradycjach amerykańskiego hitu: władcy międzygalaktycznych światów walczą o posiadanie niebieskiej planety Ziemi. W jednej ze scen bohaterka filmu — właścicielka obcej cywilizacji pogrąża się w “żywą” wodę, znów stając się młodą i piękną. Później okazuje się, że skład chemiczny płynu magicznego składa się z życia ludzkiego. Oto fantasmagoria o “doborze naturalnym” w czasie przyszłym. Nawet trochę nieswojo.

W ostatnich tysiącleciach również starali się stworzyć doskonały widok osobnika ludzkiego. Jak wiadomo, słabych dzieci w starożytności zniszczono. Tych, którzy przeszli wszystkie rodzaje prób, takich jak długa kąpiel w lodowatej wodzie, prawa żyć nie pozbawiali. Pojawiła się religia i zakazała dzieciobójstwo, przyznając wszystkich jako równych przed Bogiem. Ale troska o przyszłe pokolenia nadal jątrzyła umysły naukowców. I pewnego dnia świat zapoznał się z teorią doboru naturalnego Karola Darwina. Potem pojawiły się artykuły o wyższości jednych osobników ludzkich nad innymi, która była ustanowiona według jakichś konkretnych, subiektywnych kryteriów. Ten światopogląd w końcu zyskał piękną nazwę “eugenika”, doktryna o selekcji rodzaju ludzkiego, badająca genom ludzki i sposoby poprawy jego dziedzicznych właściwości. Wprowadził to pojęcie Francis Galton, który był kuzynem Darwina. Najczęściej termin ten kojarzy się z polityką nazistowskich Niemiec, z tak zwaną negatywną eugeniką, kiedy aparat państwowy zachęca społeczeństwo do przestrzegania zasad “higieny społecznej”. Czyli do podjęcia odpowiednich środków w celu rozwiązania możliwego ryzyka reprodukcji “wadliwego” potomstwa. Tak w Stanach Zjednoczonych przed II wojną światową były zmuszone do przymusowej sterylizacji około 50 tysięcy osób, a w nazistowskich Niemczech — ponad 350 tysięcy osób. Wydaje się, że przerażające wyniki II wojny światowej musiały mieć katastrofalny wpływ na reputację eugeniki. Jednak niektóre działania, takie jak, na przykład, “uregulowanie płodności” są aktualne w Singapurze, Chinach, Japonii.

W nowoczesnej nauce wiele problemów eugeniki, zwłaszcza zwalczania chorób dziedzicznych, rozwiązuje genetyka.


Kierowniczka Pracowni Genetyki Zwierząt Maria Michajłowa razem ze swoimi kolegami

Czym jest nasze życie?

Jeśli życie wytrąca się w wyniku reakcji chemicznej, to co jest jego najwyższym sensem? I jak korelują geny, które można zobaczyć pod mikroskopem, i to niewidzialne uczucie, doświadczane przez człowieka? I jak, na przykład, badali znaleziony przez naukowców gen szczęścia, jeśli samo pojęcie “szczęścia” jest względne? Zrozumieć to trudne pytanie dla mnie pomogła Maria Michajłowa, doktor nauk biologicznych, kierowniczka Pracowni Genetyki Zwierząt nowo otwartego Centrum Technologii Genomowych przy Instytucie Genetyki.

Ponad czterdzieści lat poświęciła na badanie świata żywego, pracując na stanowisku zastępcy dyrektora ds. nauki i innowacji. Zajmowała się koordynowaniem opracowań, otrzymanych w wyniku realizacji projektów badawczych, do ich stosowania w gospodarce narodowej. Lata doświadczeń Marii Michajłowej w dziedzinie mikrobiologii pomogły mi zrozumieć, co jest prawdą i fikcją w informacji o DNA w Internecie. Opowiedziała o osobliwościach organizmu człowieka, o istniejących problemach u zwierząt i o czym możńa dowiedzieć się za pomocą testów DNA.

— Jakiś czas temu fani gwiazdy Hollywood Angeliny Jolie jedni przez drugich omawiali jej decyzję: amputować zdrową pierś. Niby ona przeszła badania, które wykazały, że ma wysokie ryzyko zachorowania na raka piersi. Co jeszcze można dowiedzieć się o sobie za pomocą testu DNA?

— Najczęściej człowiek martwi się o predyspozycji do chorób dziedzicznych, jak to się stało z tą słynną osobą. Zwłaszcza, gdy w rodzinie ktoś już miał chorobę, taką jak cukrzyca, niewłaściwe działanie układu mięśniowego lub choroba sercowo-naczyniowa. Ponadto, za pomocą specjalnego badania można dowiedzieć się, czy dana osoba ma predyspozycje do zespołu nagłej śmierci.

— Nawiasem mówiąc, o nim ostatnio często słyszę. Być może wynika to z przyspieszonego rytmu życia i przeciążenia organizmu?

— I jeszcze z metabolizmu. Czasem dowiadujemy się z prasy o tym, że jakiś sportowiec zmarł na zawodach lub na treningu. Ale można jeszcze w dzieciństwie dowiedzieć się o genotypie przyszłego olimpijczyka i zrozumieć, że wielki sport synu lub córce jest przeciwwskazany. Badanie określa właściwości fizyczne dziecka, predyspozycje do pewnych chorób. Na przykład, wam nie są zalecane siłowe obciążenia, ale w lekkiej atletyce można osiągnąć wielki sukces. Nawiasem mówiąc, wszystkie nasze zespoły krajowe odbywają takie badania. Na przykład, niektórych zawodników nie dopuszczają do zawodów, które odbywają się na dużej wysokości nad poziomem morza. Mogą trenować, przygotowywać się gdzieś w dolinie, a przyjechać do miejsca rywalizacji tuż przed ich rozpoczęciem. Według genotypu również można dowiedzieć się, w jakich dawkach trzeba zażywać tego lub innego leku. Nie zawsze norma przepisana przez lekarza zbiega się z indywidualną potrzebą organizmu. Na przykład, dla odzyskania ktoś potrzebuje dawki podwójnej, a ktoś — tylko połowy. To tak zwany “pełny układ wzoru genetycznego” w ramach pewnej choroby.

— Czy można za pomocą tej wiedzy w jakiś sposób wpłynąć na rozwój możliwych chorób i zapobiec im się przejawić?

— Mianowicie w tym celu i są przeprowadzone badania: zapobiec chorobom. Być może, warto pomyśleć o diecie, zmienić klimat. Lub odwrotnie, starać się go nie zmieniać. Nic dziwnego, że mówią: gdzie człowiek się urodził, tam i się przydał. Niektóre w porę określone patologie rodzaju bezpłodności, które są związane z konkretnym genem, pomagają lekarzowi skoregować leczenie. Przy okazji, nasza pracownia genetyki człowieka prowadzi ewidencję kobiet, które rozwiązały tę kwestię.

— Jak przeprowadzi się procedura badania?

— Najbardziej bezbolesny sposób, aby uzyskać DNA, to obrobić z wnętrza specjalną sterylną pałeczką policzek. Ale również dzięki kropli krwi można uzyskać konkretne rezultaty.

— Kto jeszcze na Białorusi prowadzi podobne badania?

— Dlatego że genetyka człowieka jest bardzo interesującą i obiecującą nauką, wiele instytutów działają w tej dziedzinie. Ale wszyscy mają swoje ukierunkowanie. Przychodnie wykrywają wirusów, takich jak AIDS, syfilisu i podobnych. Niektóre instytucje specjalizują się w identyfikacji onko-markerów. Sądowe badania lekarskie zajmują się kwestiami pokrewieństwa. Republikańskie Centrum Naukowo-Praktyczne “Matka i dziecko” zajmuje się kwestiami związanymi z matką i dzieckiem. Przy naszym instytucie założone Republikańskie Centrum Technologii Genomowych, które zostało akredytowane na rodzaj działalności, o którym opowiadam.

— Czy w ostatnich latach białoruscy naukowcy zrobili jakieś odkrycia?

— Mówić na temat odkryć w ramach poszczególnego kraju nie jest do końca poprawne. Jeśli mamy na myśli osiągnięcie światowe, to “winny” w tym, co do zasady, ludzie różnych zawodów. Mamy wiele wspólnych naukowo-badawczych projektów, które są realizowane w innych krajach. Dwa z nich niedawno zakończyliśmy. Były to projekty dotyczące bezpieczeństwa środowiska i genetyki roślin i zwierząt, wspólne z Wenezuelą. Istnieje wiele tradycyjnych projektów z krajami Euroazjatyckiej Wspólnoty Gospodarczej, zgodnie z którymi naukowcy z Kazachstanu, Rosji i Białorusi badają rośliny. Również przy Akademii Nauk został założony Białoruski Republikański Fundusz Badań Podstawowych. Rozpatrywuje tematy wyszukiwania w różnych obszarach nauki na zasadach konkurencyjnych. I nad projektami pracują przedstawiciele różnych krajów: Białorusi, Turcji, Azerbejdżanu, Litwy.


— Z człowiekiem trochę się zorientowaliśmy. A jakie problemy genetyczne istnieją u zwierząt?

— Większość pytań, które rozwiązuje nasza pracownia, jest związana z produkcją rolną. Zwierzę musi być, przede wszystkim, zdrowe. A naszym zadaniem — w porę wykryć choroby dziedziczne, wyprowadić niezdrowy osobnik z procesu selekcji, aby mutacja nie rozprzestrzeniła się w stadzie. Co do dzikich zwierząt, obecnie realizujemy międzynarodowy projekt z Instytutem Badań Ssaków Akademii Nauk Polski na temat żubrów białowieskich. Wie pani, że dziś są marką naszego kraju. W XVII — XVIII wieku obszar występowania żubrów był rozległy. Ale w wyniku wojn i urbanizacji ich populacja tak się zmniejszyła, że na całym świecie ledwie udało się zebrać dwanaście osób. A pierwszym problemem stało się zachowanie żubra jako gatunku. Było konieczne, aby zwiększyć jego zdolność do życia. Dziś populacja żubrów jest ponad 5000 osobników. Mamy ich gdzieś 1363 sztuk. Nawiasem mówiąc, Białoruś zajmuje pierwsze miejsce w świecie pod względem utrzymania swobodnie żyjących żubrów. Jaka jest różnica w strukturze genetycznej białoruskich żubrów i polskich, jak stworzyć warunki, w których populacja będzie żyć najbardziej aktywne życie — zadania te jeszcze musimy rozwiązać.

— Jeśli we wszystkim żywym istnieje DNA, w której jest ogromna liczba genów, proszę mi powiedzieć, czy nie źle jeść obcy genom?

— Nieźle. Każdy gatunek żywego organizmu ma różne rodzaje żywności. Rośliny “piją” wodę, a my” jemy obcy” genom — zestaw genów w jednym organizmie. Taka jest natura. Człowiek jest roślinożerną i mięsożerną istotą. I musimy spożywać białka zwierzęce, co by nie mówili wegetarianie.

— Ale odmowę od mięsa wegetarianie argumentują tym, że agresywna energia martwych zwierząt przenosi się do nas, kiedy jemy je. Być może, tutaj chodzi o genach zwierząt, które trafiają do naszego ciała?

— Pani może mi uwierzyć, mamy wystarczająco dużo enzymów do trawienia pokarmu do tego stopnia, że od żadnej DNA już nie ma śladu. Natomiast wiele substancji odżywczych.

— Czytałam, że grejpfrut jest w stanie przywrócić złamaną strukturę DNA. Znaczy ona może się złamać?

— Tak, pod wpływem szkodliwych czynników, takich jak długi stres, nieprawidłowe żywienie, złe środowisko... Proces przywracania struktury DNA jest możliwy. Nazywa się reparacją.

— Czytałam również, że DNA banana i człowieka są podobne na 50 procent. A jeśli wziąć pod uwagę, że zawierają geny, okazuje się, że jesteśmy na pół bananami?

— Ale my nie banany! I wiemy to bez żadnych stosunków w procentach.

— A z szympansami mamy 99 procent wspólnych genów. Jeden procent różnicy — to dużo czy mało?


— Czy jesteśmy bardzo podobni w wyglądzie? Raczej nie. Tak więc ta wypowiedź nie daje żadnych podstaw, aby twierdzić, że człowiek wyewoluował z małpy. Powiedzmy, geniusz i głupiec są podobni w wyglądzie. Czym się różnią? Jak rozpoznać te różnice? Gdyby o tym było tak łatwo dowiedzieć się — wszyscy od razu zostaliby geniuszami.

— Czy może osoba zmienić swoje geny poprzez modlitwy i duchowy sposób życia?

— Niestety nie. Z jakimi genami urodziliśmy się, z takimi i będziemy żyć, takie okażą się u następnych pokoleń.

— Ale jest udowodnione, że woda zmienia swoją strukturę pod wpływem dźwięku. Dlaczego więc nie możemy w jakiś sposób wpływać na swoje geny?


— Każdy z nas ma własny tryb życia, wychowanie. Osobowość może się zmieniać, gen — nie. Weźmy do przykładu bliźniąt. Każdy z nich mieszka w różnych środowiskach. Ale mogą w tym samym czasie jednakowo zachorować. Albo jakiś gen po prostu się nie przejawi. Mówią, że na dzieciach przyroda odpoczywa. To nie oznacza, że dziecko nie jest utalentowane. Być może jakiś gen po prostu się nie przejawił. Albo nie otrzymano odpowiedniego wykształcenia, aby natura “zaczęła mówić”.

— Czym w takim razie jest gen 5 HTTLP, odpowiedzialny za optymizm? Pojęcie jest dość abstrakcyjne...

— W różny sposób przeżywamy emocje. Istnieją sangwinicy, cholerycy, melancholicy... Jednemu dla szczęścia wystarczy dwunastu krzeseł, a komuś spodoba się tylko kawałek chleba. Do genów to nie ma zastosowania.

P.S. Zastanawiam się, czy były DNA u pierwszych biblijnych ludzi Adama i Ewy? Może w ogóle stworzyły się po grzechu pierworodnym, aby ludzie po rozszyfrowaniu do końca ludzkiego genu i znalezieniu umiejętności, aby im zarządzać, wrócili do nieśmiertelności? Na te brzmiące hipotetycznie pytania stara się odpowiedzieć genetyka behawioralna — młoda nauka, stojąca na skrzyżowaniu genetyki i psychologii. Znajduje się dopiero w fazie rozwoju na świecie, ale chcę wierzyć, że jej rozkwit przyniesie ludzkości wielu odkryć. Przecież gen, jak się okazało, w rzeczywistości palcem nie zmiażdżyć...

Alisa Krasouskaja
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Версия для печати
Заполните форму или Авторизуйтесь
 
*
 
 
 
*
 
Написать сообщение …Загрузить файлы?