Генная галактыка

У календары святаў ёсць Міжнародны дзень ДНК

Супрацоўнікі Інстытута генетыкі і цыталогіі Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі амаль паўстагоддзя шукаюць адказы на “вечныя” пытанні, якія датычацца нараджэння чалавека і яго спадчыннасці. Іх таксама цікавяць змены ў жывой прыродзе і іх прычыны. І пошукі беларускіх навукоўцаў, якія вядомыя ў сусветнай супольнасці біёлагаў і генетыкаў, паспяхова прадаўжаюцца. 

З інтэрнэту даведалася: у календары святаў ёсць Міжнародны дзень ДНК. Але перш чым адправіцца ў Інстытут генетыкі і цыталогіі Нацыянальнай акадэміі навук, каб з першых, як гаворыцца, вуснаў пачуць пра нашы магчымасці на “тэрыторыі” ДНК, паглыбілася ў вывучэнне пытання.



Эпоха ДНК. Крыху гісторыі

Міжнародны дзень ДНК адзначаецца 25 красавіка. У гэты дзень навукоўцамі ў галіне малекулярнай біялогіі неаднаразова здзяйсняліся адкрыцці. Да прыкладу, у 1953 годзе 25 красавіка быў апублікаваны артыкул у амерыканскім часопісе “Nature” з вынікамі даследавання структуры ДНК. Яго аўтары Джэймс Уотсан і Фрэнсіс Крык сталі пазней Нобелеўскімі лаўрэатамі. Праўда, згодна са сцвярджэннямі некаторых даследчыкаў, адкрыла ДНК (макрамалекула дэзоксірыбануклеінавай кіслаты) мала знаёмая гісторыі Разалінд Франклін. Гэта яна сфатаграфавала яе ніці з рэнтгенаўскай дакладнасцю. Ёсць і іншае імя: Фрыдрых Мішэр. Аказваецца, гэты ўрач даведаўся пра ДНК каля двух стагоддзяў назад. Вывучаючы лейкацыты жывёл, ён выявіў пад мікраскопам дзіўнае злучэнне, якое прысутнічала ў ядрах клетак. Яно выпадала ў асадак у выглядзе белых шматкоў пры падкісленні спецыяльнага раствору. Знаходку ён назваў “нуклеінам”, што ў перакладзе з латыні азначае “ядро”. У той час мала ведалі пра структуру ядра, але ўжо здагадваліся пра яго функцыі — захоўваць спадчынныя прыкметы. У той жа час не верылі, што бялковыя валокны здольныя ўмясціць усю інфармацыю пра жывы арганізм. Прайшло чвэрць стагоддзя, перш чым навукоўцы з гэтым пагадзіліся канчаткова. 

Чарговым важным крокам у даследаванні ДНК стала афіцыйная аб’ява: расшыфроўка геному чалавека практычна завершана. Прычым, адбылося гэта зноў-такі 25 красавіка. У гэты ж дзень прагучала: некаторыя ўчасткі ДНК яшчэ знаходзяцца ў стадыі вывучэння. 

Наступныя адкрыцці, на думку навуковага свету, будуць здзейсненыя “самавукам” або, як цяпер гавораць, біяхакерам. З гэтым складана паспрачацца, паколькі высокія тэхналогіі развіваюцца з вельмі высокай хуткасцю, а іх даступнасць дазваляе любому жадаючаму “пайграць у Бога”. Ужо зафіксавана парачка адкрыццяў, калі навуковец-аматар збірае ў сябе дома прыбор, здольны тэставаць ДНК на генетычныя хваробы. І зрабіў гэта амерыканскі серфінгіст Джош. Другі прыклад: нехта Рычард Хэндл напісаў падрабязную інструкцыю, як правесці ядзерную рэакцыю ў хатніх умовах. Да практыкі, на шчасце, справа не дайшла: законапаслухмяны грамадзянін Швецыі сам на сябе данёс у адпаведныя органы. 

Карыстальнікі інтэрнэту выкладваюць хатняе відэа з доследамі выдзялення ДНК з гародніны і садавіны, выкарыстоўваючы спадручныя матэрыялы: соль, шампунь, спірт і ваду. Стала вельмі проста прадэманстраваць дзіцяці, як выглядаюць белыя “ніці” ДНК, скажам, цыбулі. А гутаркі пра генетычна мадыфікаванага чалавека са штучна створанымі здаровымі генамі, якія вядуцца з тэлеэкрана, таксама звяртаюць на сябе ўвагу. І не ведаеш, ці то палохацца, ці то абнадзейвацца. Часам падаецца, яшчэ адзін крок — і мы здолеем стварыць ідэальны свет, у якім жывуць вечна маладыя і прыгожыя людзі. 

Зусім нядаўна ў шырокі пракат выйшаў фільм “Узыходжанне Юпітэра”. Яго стваральнікі Эндзі і Лана Вачоўскі прапанавалі чарговую версію падзей, якія могуць разгарнуцца ў няпэўнай буду­чыні. Сюжэт вытрыманы ў лепшых традыцыях амерыканскага блокбастара: уладары міжгалактычных прастораў змагаюцца за права валодаць блакітнай планетай Зямля. У адным з эпізодаў фільма гераіня — гаспадыня іншапланетнай цывілізацыі — акунаецца ў “жывую” ваду, ізноў становячыся маладой і прыгожай. Пазней высвятляецца, што хімічны склад чароўнай вадкасці складаецца з... чалавечых жыццяў зямлян. Вось такая фантасмагорыя пра “натуральны адбор” у будучым часе. Нават не па сабе становіцца.

У мінулых тысячагоддзях таксама імкнуліся стварыць дасканалы від чалавечай асобіны. Як вядома, слабых немаўлят у часы антычнасці знішчалі. Тых, хто праходзіў усялякія выпрабаванні, накшталт працяглага купання ў ледзяной вадзе, права — жыць, не пазбаўлялі. З’явілася рэлігія і забараніла дзетазабойства, прызнаўшы ўсіх роўнымі перад тварам Бога. Але клопат пра наступныя пакаленні працягваў трывожыць розумы навукоўцаў. І аднойчы свет пазнаёміўся з тэорыяй натуральнага адбору чалавечай расы Чарльза Дарвіна. Затым з’явіліся і артыкулы пра перавагу адных чалавечых асобін над іншымі, якая ўстанаўлівалася па нейкіх пэўных, суб’ектыўных прыкметах. Дадзены светапогляд з часам набыў прыгожую назву “яўгеніка”, вучэнне пра селекцыю чалавечага роду, якое даследуе геном чалавека і шляхі паляпшэння яго спадчынных уласцівасцяў. Увёў гэтае паняцце Фрэнсіс Гальтан, які даводзіўся стрыечным братам Дарвіну. Часцей гэтае паняцце асацыюецца з палітыкай нацысцкай Германіі, з так званай негатыўнай яўгенікай, калі дзяржаўны апарат заклікае грамадства прытрымлівацца правілаў “сацыяльнай гігіены”. Гэта значыць, праводзіць належныя меры па ўхіленні магчымай рызыкі размнажэння “няякаснага” патомства. Так у ЗША да Другой сусветнай вайны гвалтоўнай стэрылізацыі падвергліся каля 50 тысяч грамадзян, а ў нацысцкай Германіі — больш за 350 тысяч чалавек. Здавалася б, жахлівыя вынікі Другой сусветнай вайны павінны былі катастрафічна адбіцца на рэпутацыі яўгенікі. Аднак некаторыя мерапрыемствы, напрыклад, па “ўрэгуляванні нараджальнасці”, актуальныя ў Сінгапуры, Кітаі, Індыі, Японіі. 

У сучаснай навуцы шматлікія праблемы яўгенікі, асабліва барацьба са спадчыннымі захворваннямі, вырашаюцца пры дапамозе генетыкі. 

Загадчыца лабараторыі генетыкі жывёл Марыя Міхайлава разам з супрацоўніцамі лабараторыі
Загадчыца лабараторыі генетыкі жывёл Марыя Міхайлава разам з супрацоўніцамі лабараторыі

Што наша жыццё?

Калі жыццё ўяўляе з сябе асадак, які выпаў у выніку хімічнай рэакцыі, тады ў чым яго вышэйшы сэнс? І як суадносяцца адзін з адным гены, якія НЕЛЬГА!!! убачыць пад мікраскопам, і тое нябачнае пачуццё, якое зведваецца чалавекам? І якім чынам, да прыкладу, даследаваўся знойдзены навукоўцамі ген шчасця, калі само паняцце “шчасце” — адноснае? Разабрацца ў гэтым няпростым для мяне пытанні дапамагла Марыя Міхайлава, кандыдат біялагічных навук, дацэнт, загадчыца лабараторыі генетыкі жывёл Інстытута генетыкі і цыталогіі НАН Беларусі. 

Больш за сорак гадоў яна прысвяціла вывучэнню жывога свету, знаходзячыся на пасадах ад навуковага супрацоўніка да намесніка дырэктара па навуковай ды інавацыйнай рабоце. Займалася каардынацыяй распрацовак, атрыманых у выніку выканання навуковых праектаў, для выкарыстання іх у народнай гаспадарцы. Шматгадовы досвед Марыі Міхайлавай у сферы генетыкі дапамог мне вызначыцца, што ёсць праўда і выдумка ў інфармацыі пра ДНК, якой перапоўнены інтэрнэт. Яна расказала пра асаблівасці арганізма чалавека, пра існуючыя праблемы ў жывёл і пра тое, што ж можна высветліць з дапамогай ДНК-тэстаў. 

— Марыя Ягораўна, некаторы час назад прыхільнікі зоркі Галівуда Анджаліны Джолі наперабой абмяркоўвалі яе рашэнне: ампутаваць здаровыя грудзі. Маўляў, прызнаная прыгажуня здала нейкі аналіз, які паказаў, што ў яе існуе вялікая рызыка раку малочнай залозы. Пра што яшчэ можна даведацца ў сабе з дапамогай ДНК-тэста?

— Часцей за ўсё чалавека турбуе схільнасць да спадчынных захворванняў, як гэта здарылася з названай вамі вядомай асобай. Асабліва, калі ў родзе ў кагосьці ўжо было захворванне накшталт цукровага дыябету, недастатковай работы цяглічнай сістэмы або сардэчна-сасудзістая паталогія ці рак малочнай залозы. Так, сучаснымі метадамі можна выявіць мутацыі ў генах, якія адказваюць за развіццё раку малочнай залозы. Таксама можна выявіць, ці ёсць у чалавека схільнасць да астэапарозу, бранхіяльнай астмы, вянознага трамбозу, рэўматоіднага артрыту, парушэнняў нармальнага праця­кання цяжарнасці, сіндрому раптоўнай смерці ды іншых захворванняў.



— Пра сіндром гэты, дарэчы, часта чую ў апошні час. Магчыма, гэта звязана з паскораным рытмам жыцця і перагрузкамі арганізма?

— І яшчэ з абменам рэчываў. Мы часам даведваемся з прэсы пра тое, як нейкі спартсмен памёр прама на спаборніцтвах або падчас трэніроўкі. Але ж можна яшчэ ў дзяцінстве даведацца пра генатып будучага алімпійца і высветліць, што вялікі спорт сыну або дачцэ супрацьпаказаны. Тэст вызначае схільнасць дзіцяці да тых або іншых захворванняў. Да прыкладу, вам не рэкамендуецца займацца сілавымі нагрузкамі, але ў лёгкай атлетыцы вы маглі б дамагчыся вялікіх поспехаў. Дарэчы, усе нашы нацыянальныя зборныя праходзілі такія абследаванні. Напрыклад, некаторых спартсменаў, чые спаборніцтвы праходзяць на вялікай вышыні адносна ўзроўню мора, спецыяльна да іх падрыхтоўваюць. Спартсмены могуць трэніравацца, скажам, у даліне, а прыбыць на месца спаборніцтваў непасрэдна перад іх пачаткам. Па вашым генатыпе яшчэ можна высветліць, у якіх дозах варта прымаць тыя або іншыя лекі. Не заўсёды норма, прапісаная ўрачом, супадае з індывідуальнай патрэбай арганізма. Напрыклад, для па­праўкі камусьці патрэбна двайная доза, а камусьці дастаткова паловы. Гэта так званая “поўная раскладка вашага геному ў выглядзе “генетычнай карціны”. Усе гэтыя даследаванні выконваюцца ў Цэнтры геномных даследаванняў у лабараторыі генетыкі чалавека, якую ўзначальвае прафесар Ірма Масэ. 

— Ці можна з дапамогай гэтых ведаў неяк паўплываць на развіццё магчымых захворванняў і не даць ім праявіцца?

— Менавіта з гэтай мэтай і праводзяцца тэсты: папярэдзіць хваробу. Магчыма, вам варта задумацца пра сваё харчаванне, змяніць свой лад жыцця, клімат. Або наадварот, імкнуцца яго не змяняць. Нездарма гавораць: дзе чалавек нарадзіўся, там і прыгадзіўся. Некаторыя своечасова выяўленыя паталогіі тыпу невыношвання цяжарнасці, звязаныя з пэўнымі мутацыямі ў генах, дапамагаюць урачу адкарэкціраваць лячэнне. Дарэчы, наша лабараторыя генетыкі чалавека вядзе ўлік жанчын, якія вырашылі гэтую праблему. 

— Як праходзіць працэдура тэставання?

— Самы бязбольны спосаб — здаць біяматэрыял для наступнага выдзялення ДНК. Для гэтага неабходна апрацаваць спецыяльнай стэрыльнай палачкай шчаку з унутранага боку. Але і дзякуючы кроплі крыві можна атрымаць канкрэтныя вынікі. 

— Хто ў нас у Беларусі яшчэ займаецца падобнымі даследаваннямі?

— Паколькі генетыка чалавека — навука вельмі цікавая і перспектыўная, многія інстытуты працуюць у гэтай сферы. Але ў кожнага — свая вузкая накіраванасць. Спецыялізаваныя лабараторыі выяўляюць ВІЧ-інфекцыю (вірус імунадэфіцыту чалавека), вірус папіломы чалавека, сіфілісу і падобныя да іх. Некаторыя ўстановы спецыялізуюцца на выяўленні анкамаркераў. Судовая медыцынская экспертыза разглядае пытанні роднасці. Рэспубліканскі навукова-практычны цэнтр “Маці і дзіця” займаецца пытаннямі, што датычацца генетыкі маці і дзіцяці. Пры нашым жа інстытуце створаны Рэспубліканскі цэнтр геномных тэхналогій, які атрымаў акрэдытацыю на той від дзейнасці, пра які я вам і расказваю.



— Скажыце, ці ёсць у беларускіх навукоўцаў нейкія адкрыцці за апошнія гады?

— Гаварыць пра адкрыцці ў межах асобна ўзятай краіны не зусім карэктна. Калі мы маем на ўвазе сусветнае дасягненне, то “вінаватыя” ў ім, як правіла, людзі розных спецыяльнасцяў. У нас нямала навукова-даследчых сумесных праектаў, якія ажыццяўляюцца з замежнымі калегамі. Два з іх мы нядаўна завяршылі. Гэта былі праекты па тэме біябяспекі навакольнага асяроддзя і генетыкі раслін і жывёл, сумесныя з Венесуэлай. Ёсць шмат традыцыйных праектаў з краінамі ЕўрАзЭС, згодна з якімі навукоўцы Казахстана, Расіі і Беларусі праводзяць даследаванні ў галіне генетыкі раслін. Таксама пры Акадэміі навук створаны Беларускі рэспубліканскі фонд фундаментальных даследаванняў. Ён фінансуе пошукавыя тэмы па розных напрамках навукі на конкурснай аснове. І над распрацоўкамі працуюць навукоўцы розных дзяржаў: Беларусь, Турцыя, Азербайджан, Літва. 

— З чалавекам мы крыху раза­б­раліся. А якія генетычныя праблемы існуюць у жывёл?

— Большая частка пытанняў, над якімі працуе наша лабараторыя, звязана з генетыкай сельскагаспадарчых і дзікіх жывёл. Жывёла павінна быць здаровай, перш за ўсё. І наша задача — своечасова выявіць спадчынныя захворванні, вывесці нездаровую асобіну з селекцыйнага працэсу, каб мутацыя не распаўсюдзілася ў статку. Што датычыцца дзікіх жывёл, у цяперашні час мы рэалізуем міжнародны праект з Інстытутам вывучэння млекакормячых Акадэміі навук Польшчы па біяразнастайнасці еўрапейскага зубра. Вы ведаеце, што сёння гэта брэнд нашай краіны. У ХVII-XVIII стагоддзях арэал распаўсюджвання зубра быў шырокім. Але ў выніку войнаў, іншых фактараў іх папуляцыя так скарацілася, што па ўсім свеце ледзь удалося сабраць усяго нічога: дванаццаць асобін. І першай праблемай стала захаванне зубра як віду. Неабходна было павялічыць і яго жыццяздольнасць. На сённяшні дзень папуляцыя зуброў складае звыш 5000 асобін. У нас іх налічваецца дзесьці каля 1363 галоў. Дарэчы, Беларусь займае першае месца ў свеце па ўтрыманні вольна жывучых зуброў. Чым адрозніваецца генетычная структура беларускіх зуброў ад польскіх, як стварыць умовы, пры якіх папуляцыя будзе жыць максімальна насычаным жыццём — гэтыя задачы нам яшчэ трэба вырашыць. 

— Калі ва ўсім жывым ёсць ДНК, у якой вялікая колькасць генаў, скажыце, ці не шкодна есці чужы геном? 

— Не шкодна. У кожнага віду жывога арганізма розныя тыпы харчавання. Расліны “п’юць” ваду, а мы “ядзім” чужы геном — сукупнасць генаў у межах аднаго арганізма. Так уладкавана прырода. Чалавек — істота траваедная і мясаедная. І нам трэба спажываць жывёльныя бялкі, што б ні гаварылі вегетарыянцы. 

— Але адмову ад мяса вегетарыянцы аргументуюць тым, што агрэсіўная энергія забітага звера перадаецца нам, калі мы яго ядзім. Магчыма, тут гаворка ідзе пра гены жывёлы, якія трапляюць да нас у арганізм?

— Паверце, у нас дастаткова ферментаў для пераварвання ежы да такога стану, што ніякай ДНК там ужо і заваду няма. А вось пажыўных рэчываў шмат. 

— Я чытала, што грэйпфрут здольны аднавіць парушаную структуру ДНК. Значыць, яна можа і разбурацца? 

— Так, пад уздзеяннем згубных фактараў, такіх як працяглы стрэс, няправільнае харчаванне, дрэнная экалогія... Працэс аднаўлення структуры ДНК магчымы. Ён называецца — рэпарацыя.

— Яшчэ я чытала, што ДНК банана і чалавека падобныя на 50 працэнтаў. А калі ўлічваць, што ў іх змяшчаюцца гены, то атрымліваецца, што мы — напалову бананы?

— Але ж мы не бананы! І ведаем гэта без якіх-небудзь суадносінаў у працэнтах.

— А з шымпанзэ ў нас агульных генаў 99 працэнтаў. Адзін працэнт розніцы — гэта многа ці мала? 

— Мы вельмі падобныя знешне? Хутчэй, не. Так што гэтая заява не дае ніякіх падстаў сцвярджаць, што чалавек пайшоў ад малпы. Скажам, геній і дурань могуць знешне мала чым адрознівацца. Як выявіць адрозненні? Калі б гэта было так проста зрабіць — нашы дзеці пайшлі б па шляху геніяў.

— Ці можа чалавек змяніць свае гены пры дапамозе малітваў і духоўнага ладу жыцця?

— На жаль, не. З якімі генамі мы нарадзіліся, з такімі і будзем жыць, а потым перададзім іх наступным пакаленням. 

— Але ж даказана, што вада змяняе сваю структуру пад уздзеяннем гуку. Чаму тады мы не можам неяк паўплываць на свае гены? 

— У кожнага з нас свой лад жыцця, выхаванне. Асоба можа змяняцца, ген — не. Вазьміце для прыкладу блізнят. Кожны з іх жыве ў розным асяроддзі. Але яны могуць у адзін і той жа час захварэць на адны і тыя ж хваробы. Ці які-небудзь ген проста не праявіцца. Гавораць: на дзецях геніяў прырода адпачывае. Гэта не значыць, што дзіця не таленавітае. Магчыма, нейкі ген у яго проста “спіць” і не было належнага выхавання, каб прырода “загаварыла”. 

— Што тады такое ген 5 HTTLP, які адказвае за аптымізм? Паняцце даволі абстрактнае…

— Мы з вамі па-рознаму перажываем эмоцыі. Ёсць жа сангвінікі, халерыкі, меланхолікі... Аднаму для шчасця недастаткова і валодання ўсім светам, а кагосьці і скарыначка хлеба ўзрадуе. Да генаў гэта не мае ніякага дачынення. 

Аліса Красоўская

P.S. Цікава, ці былі ДНК у першых біблейскіх людзей Адама і Евы? Можа, яна наогул сфарміравалася пасля першароднага граху, каб людзі, расшыфраваўшы да канца чалавечы ген і навучыўшыся ім кіраваць, вярнуліся да неўміручасці? На гэтыя пытанні, якія гучаць гіпатэтычна, імкнецца адказаць паводзінская генетыка — маладая навука, што стаіць на стыку генетыкі і псіхалогіі. Яна яшчэ толькі развіваецца ў свеце, але вельмі хочацца верыць, што яе росквіт прынясе чалавецтву нямала адкрыццяў. Бо ген, як высветлілася, сапраўды пальцам не раздавіш...

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


Новости
Все новости