Ученые выяснили, что геном мыши
почти идентичен геному человека.
Мы отличаемся всего на 4-5 процентов
 |
Какие эмоции вызывает, например, мышка, сидящая на кухонном столе и доедающая остатки ужина, или крыса, уничтожающая запасы картошки в погребе? Отвращение, ненависть. У особ женского пола - панический ужас, приводящий к обмороку. Это потому, что далекие от науки представители человечества не подозревают, сколь многим они, ну, может быть, не они лично, а люди вообще, обязаны мышам. Ведь именно благодаря этим маленьким грызунам мы не умираем от банальной дизентерии или простуды, а просто глотаем таблетку и на следующий день чувствуем себя здоровыми; мы можем жить, страдая такими тяжелыми заболеваниями как гипертония или диабет; мы можем с помощью генетической экспертизы узнать о здоровье и характере своего еще не родившегося и даже не зачатого ребенка и подумать, а стоит ли нам рожать.
Более того, сам человек очень похож на... мышь. Не внешне, конечно. В процессе расшифровки биологами генома мыши выяснилась его уникальная схожесть с человеческим геномом. Оказалось, что мы отличаемся от мышей всего на 4-5 процентов. Но это, подчеркивают ученые, не дает основания считать, что человек - большая мышь. Тем не менее...
«Неудачник» - это диагноз?
Сегодня в лаборатории развития экспериментальных животных (виварии) Института цитологии и генетики СО РАН содержатся 20 инбредных линий (о том, что это такое - «инбредная линия», - ниже) мышей и 10 линий крыс. На животных изучают природу онкологических заболеваний, гипертонии, диабета, эпилепсии. В последнее время по вполне понятным причинам ученые всего мира заинтересовались изучением поведенческих проблем. В Новосибирске основоположником этих работ еще пятьдесят лет назад стал академик Дмитрий Беляев - первый директор Института цитологии и генетики. Сейчас наши биологи изучают природу агрессивности, трусости, способность стать лидером и предрасположенность к тому, чтобы быть неудачником. Подобные линии есть только в Института цитологии и генетики СО РАН.
Ученый секретарь института, заведующий лабораторией эндокринологической генетики, кандидат биологических наук Александр Осачук много лет занимается исследованием природы социального доминирования. Объектом исследования были крысы. Дело в том, что поведение человека и этих животных во многом схоже: и человеку, и животным свойственна внутривидовая общественная структура - социальная иерархия.
- Для эксперимента мы посадили в одну клетку шесть самцов крыс из разных инбредных линий, - рассказывает Александр Осачук. - Инбредная линия - это группа животных, полученных путем близкородственного скрещивания. У крыс и мышей есть одна уникальная способность. Если у человека близкородственное скрещивание - скажем, брата с сестрой - ведет к генетическим патологиям, а затем к полному вырождению, то у мышей инбридинг дает нормальное потомство с той особенностью, что все особи, появившиеся на свет, являются генетическими копиями друг друга. С большой натяжкой их можно было бы назвать клонами. Зачем это нужно? Например, мы хотим испытать действие какого-то фармакологического препарата. Если б животные были разными по своему генотипу, реакция на препарат зависела бы от их генетических особенностей. Исследования на инбредной линии позволяют убрать генетическую компоненту и наблюдать эффект, так сказать, в чистом виде. Теперь вернемся к нашему эксперименту. В процессе наблюдения выяснилось, что представители одних инбредных линий чаще занимают доминирующее положение, представители других линий всегда становятся аутсайдерами. Таким образом, относительно крыс можно сделать вывод, что существуют биологические факторы, которые способствуют занятию высокого или низкого иерархического положения.
На людях, разумеется, такие опыты не проводились. Тем не менее, если вернуться к утверждению, что человек и крыса очень похожи, то вполне позволительно экстраполировать на нас с вами генетическую природу детерминации поведения грызунов.
Генетики учатся лечить маньяков
Агрессия и другие поведенческие аномалии у крыс так же вызываются биохимическими реакциями. Ученые Института цитологии и генетики пришли к этому выводу, наблюдая за одной из «нокаутных» инбредных линий. «Применяя методы молекулярной генетики, мы «выключаем» какой-то ген, и он не работает», - объясняет Александр Осачук.
Выключив ген, отвечающий за прохождение биохимических процессов в нервной системе, ученые выяснили, что патологическая агрессия, свойственная людям подчас больше, чем самым хищным животным, вызывается биохимическими патологиями. Возможно, когда на эту тему будут проведены не только фундаментальные, но и прикладные исследования, маньяков можно будет не сажать пожизненно в тюрьму, а лечить.
В настоящее время ученым известно четыре тысячи болезней, передающихся по наследству, то есть генетически. Этот список еще не закончен. Новые исследования выявляют все новые генетические факторы, способствующие различным патологиям. Есть довольно обоснованные предположения, что в развитии таких болезней, как наркомания и алкоголизм, не последнюю роль играет генетика.
Еще одно подтверждение того, что крысы, они как люди: когда в Институте цитологии и генетики начали изучать шизофрению, животных с признаками этой болезни нашли в природе, так же, как крыс-эпилептиков и крыс с гипертонией.
Всем, что есть в медицине хорошего,
она обязана крысам
Александр Осачук вспоминает, как в 70-е годы, когда лабораторных животных еще не было, он и его коллеги экспериментировали с дикими крысами-пасюками. Их отлавливали, привозили в виварий, размещали в клетках: «Это были крупные звери - некоторые по полкилограмма и больше. Настоящие хищники - сильные и злые. Работать приходилось с большой осторожностью. Прежде чем открыть клетку, надевали специальные перчатки, использовали сачок. Иначе - доли секунды, и ты будешь укушен, а крыса сбежит. В течение нескольких лет отбирали наиболее «кротких» особей, скрещивали, в результате получили доместицированное («ручное») потомство. То же самое, еще до крыс, проделывали с лисами».
На диких крысах изучали природу сердечно-сосудистых заболеваний. Последним результатом этих многолетних исследований стал разработанный совместно с ИЯФом и рядом медицинских фирм препарат «тромбовазин», позволяющий профилактировать и лечить образование тромбов.
Старший научный сотрудник Института цитологии и генетики Нелли Попова работает с грызунами сорок лет. Лабораторных мышей она не боится. Но, если видит «дикую» мышь, бегущую по полу, то, как всякая женщина, кричит и запрыгивает на стул.
На мышах Нелли Александровна изучает природу злокачественных опухолей. Ее задача - найти средство, под воздействием которого опухоль подвергалась бы обратному развитию, то есть исчезала. По словам Нелли Поповой, в экспериментальной онкологии успехи на этом поприще есть.
Что будет, если скрестить человека
с кроликом?
Второе важнейшее направление современных исследований генетиков: создание искусственных генетических конструкций - трансгенная инженерия. В новосибирском институте есть мыши «nude» - голые, без шерсти. У них отсутствует тимус (зобная железа), отвечающий за клеточный иммунитет. Это позволяет выращивать на них посторонние ткани, вводя клетки других живых организмов.
На самом деле, пьеса Булгакова о собачьем сердце или сюжет комедийного фильма «Животное» - не такая уж фантастика. Китайским ученым удалось получить гибридные стволовые клетки. Генетический материал - ядро клетки - был взят у человека, а яйцеклетка - кроличья. Получился гибрид человека и кролика. Цель таких исследований - разработка новой технологии трансплантации органов. Успехи нынешних хирургов-трансплантантов, использующих в качестве «запчастей» органы близких родственников, увы, невелики. Большинство трансплантаций заканчивается отторжением чужого органа. Если же взять у больного человека клетку, пересадить в здоровую яйцеклетку, затем путем манипуляций на микробиологическом уровне получить культуру стволовых клеток, которые смогут в дальнейшем дифференцироваться в ту ткань, которая нездорова у данного человека, то эта ткань не будет отторгаться, потому что будет содержать его собственный ген. Таким же путем можно удалять больной ген и заменять его здоровым, искусственно выращенным.
Однако вряд ли описанная технология будет применена на практике. Во всяком случае, в ближайшем будущем. Ученых останавливает этический аспект. Никто ведь не знает, какое воздействие на психику человека окажут «искусственные» клетки, выращенные на животных.
В принципе, для искусственного выращивания тканей можно брать женскую яйцеклетку. Технология искусственного оплодотворения женских яйцеклеток развита и используется в лечении бесплодия. Но проводить на женских яйцеклетках научные опыты у биологов, опять же, рука не поднимается, ибо, кто знает, какая «неведома зверушка» в результате получится.
Впрочем, есть неподтвержденная информация, что эксперименты по «селекции» и клонированию людей кое-где проводятся. Александр Осачук относится к подобным сообщениям скептически: «В работах на животных только три процента экспериментов по клонированию заканчиваются появлением клона на свет. В 97 процентах случаев эмбрион гибнет на ранних стадиях развития. Даже те клоны, которые рождаются, несут в себе букет доселе неизвестных генетических нарушений, поскольку манипуляции с генами - очень тонкая балансировка на грани нормы и самой непредсказуемой патологии».
Между тем фашисты довольно активно экспериментировали в области моделирования «гомо сапиенсов». Неизвестно, что бы было, если б гитлеровская Германия не потерпела поражение во Второй мировой войне. Историки, рассекречивая сталинские архивы, узнали, что и у нас в стране существовала программа евгеники - изменения генетической природы человека. После смерти «вождя всех народов» исследования были прекращены, а научные документы уничтожены.
Мыши нужна крыша
Многие современные ученые полагают, что исследования генетиков должны быть засекречены, дабы ими не могли воспользоваться последователи фашистов, озабоченные идеей искусственного выведения суперлюдей. Пока члены данного научного сообщества свободно общаются между собой на конференциях и публикуют свои труды в научных журналах.
Вот только у новосибирских генетиков в недалеком будущем могут возникнуть проблемы с «материалом» для опытов. Виварий Института цитологии и генетики, построенный 30 лет назад, не соответствует современным международным требованиям к содержанию экспериментальных животных. Сейчас СО РАН приняло решение построить в Академгородке новый виварий. Это будет второй в России стерильный виварий для содержания СПФ-животных (аббревиатура СПФ означает «свободные от патогенной флоры», отвечающий всем международным стандартам). Первый находится под Москвой в Пущино.
В конце концов крысы и мыши, столько сделавшие для науки, должны содержаться в хороших условиях.
