Мутанты среди нас

Чего надо бояться

Раньше мутанты интересовали в основном биологов и медиков. Но в последние десятилетия, особенно после Чернобыля, это слово вошло в обыденную жизнь, да к тому же приобрело такой негативный смысл, что впору пугать маленьких детей: "Не пей, Иванушка, из копытца, мутантом станешь!"

Что такое мутанты? Так называются любые биологические объекты, у которых произошло изменение в генах. У человека каждая обычная клетка имеет 46 хромосом, которые и составляют человеческий геном. Хромосомы - это около 30 тысяч генов, содержащих почти 3 миллиарда пар оснований.

Трудно представить себе, чтобы в живой клетке при таком колоссальном количестве ответственных участков нигде и никогда не происходили бы ошибки или нарушения, чтобы не было сбоя в сложных цепочках молекулярных взаимодействий. И они происходят постоянно.

Причины мутаций, то есть изменений в генах, могут быть различными. Все мы прекрасно наслышаны об облучении как о причине мутаций, но естественный радиационный фон тоже вкладывает свою лепту. Сюда же вносят и химические вещества, включая алкоголь, табак, растворители, красители. Мутагенными факторами являются также колебания климата, высокая температура и т.п. А еще есть вирусы и другие микроорганизмы, приводящие к изменениям, в том числе болезням, включая раковые. Самое же главное - мутации постоянно происходят без видимых причин.

Еще в 1987 году в своей монографии "Иммунология" академик Рэм Петров писал: "Тело большинства млекопитающих состоит из 1012 - 1013 генотипически идентичных друг другу клеток. Естественно, что каждая из них подвержена мутационному риску. Частота мутаций такова, что примерно одна из миллиона клеток мутирует и становится генетически отличной от исходной. Следовательно, в организме человека в каждый момент времени должно быть около 10 миллионов изменившихся клеток".

Если это так, то почему же мы быстренько не превращаемся в многоруких, многоглазых чудовищ, покрытых чешуей или другой пакостью? На наше счастье природа изначально позаботилась о надежной защите от подобных происшествий. В любом организме постоянно циркулирует целая армия проверяющих клеток, так сказать, отдел технического контроля. Они тщательно высматривают, нет ли среди новых, только что образовавшихся клеток каких-нибудь ущербных, неработоспособных, чуждых заданной программе - их сразу уничтожают.

И все же изменения происходят, и если они дают организму какое-то преимущество, скажем, в новых климатических условиях, то мутация может закрепиться и перейти в следующее поколение. Так возникло огромное разнообразие растений и животных, так образовались люди с кожей различного цвета, с разными чертами лица и разным темпераментом. То есть все мы - потомки мутантов.

Трудное познание тайн природы

Многие люди, мало знакомые с наукой, считают, что сегодня на бедного человека навалилась испорченная экология, вызывающая множество патологий, а раньше все было хорошо. Ничего подобного, мутанты были во все времена в огромном количестве!

Идет третье тысячелетие, наука уже получила подробный "химический портрет" человека, расшифровав его геном, и все же сегодня большинство населения планеты плохо представляет себе биологические основы всевозможных отклонений и мутаций. Что уж тогда говорить о нескольких веках назад, когда мутантов боялись, а их рождение доводило до массовой истерии! И называли их совсем по-другому...

"Мы узнали, что в Равенне родилось чудовище: на голове у него торчит рог - прямой, как меч, вместо рук - два крыла, как у летучей мыши, на уровне груди с одной стороны рубец в виде буквы Y, с другой - крест, а ниже, у талии, - две змеи. Это гермафродит, на правом колене у него глаз, а левая ступня - как у орла..." Так писал в своем дневнике флорентийский аптекарь Лука Ландуччи в 1512 году.

Это цитата из удивительной книги английского биолога Армана Леруа "Мутанты", вышедшей в прошлом году. О ней рассказал январский номер журнала "Химия и жизнь". Леруа является биологом, специалистом по эволюционному развитию, читает лекции в Лондонском имперском колледже. В своей книге он описал не только примеры появления на свет детей, пугающих своим видом, но и причины, их вызывающие, и историю их изучения.

Еще в семнадцатом веке считалось, что монстры могут родиться у очень впечатлительных матерей, во время беременности увидевших нечто безобразное. В основном же в средневековой Европе рождение уродцев объявлялось наказанием господним за грехи или предзнаменованием каких-либо ужасных событий - войн, эпидемий, пожаров или наводнений.

Первым ученым, который причины уродства начал искать не на небесах, а на земле, в природе, явился, видимо, знаменитый парижский хирург Амбруаз Паре (1510-1590), хотя "гнев Божий" он тоже считал главной причиной.

Английского врача Томаса Брауна (1605-1682) уже можно назвать натуралистом - в 1646 году он разоблачил некоторые распространенные предрассудки, например, о том, что до Великого потопа радуги не было. Об уродцах он писал: "Коль скоро они сотворены Богом, то не могут быть гадкими", другими словами, призывал к милосердию. Дело в том, что с серьезной патологией новорожденных боролись в те времена без всяких хитростей - от них избавлялись, иногда самым жестоким способом.

(Кстати, упомянутое "чудовище из Равенны" объявили основной причиной проигрыша в разорительной войне, которая шла в тот момент, и в народной молве постепенно обрастало все новыми мерзкими признаками. Сегодня ученые даже не могут точно сказать, что же с ним было в действительности. В конце концов несчастного ребенка, очевидно, родившегося с тяжелым генетическим расстройством, уморили голодом по приказу папы Юлия II.)

Уильям Гарвей (1578-1657) явился основателем современной физиологии и эмбриологии и прославился как первооткрыватель кровообращения, то есть циркуляции крови в организме. После многолетнего изучения птичьих яиц и зародышей животных Гарвей пришел к выводу, что яйцо есть общее первоначало всех животных и все живое происходит из яйца. (Исследования Гарвея послужили мощным стимулом к развитию теоретического и практического акушерства.) По поводу уродцев он вынес на обсуждение идею, предложенную еще Аристотелем, о том, что, скажем, цыплята-монстры появляются из яиц с двумя желтками.

Однако истинное значение уродства для науки смог установить другой современник Гарвея - английский философ Фрэнсис Бэкон (1561-1626). Анализируя развитие мира, он первый заговорил об ошибках природы и призвал собирать примеры патологий и изучать их. Ученый твердо верил, что в дальнейшем наука непременно найдет причины всех изменений и отклонений.

Что такое норма?

Есть ли на свете геном, принятый за норму? Как ни странно, такового нет. Геномы двух любых людей идентичны на 99,9 процента, но из трех миллиардов пар оснований у каждого из этих двоих всегда несколько миллионов будут отличаться. И это все нормальные люди!

Абсолютное большинство постоянно происходящих мутаций не оказывает никакого влияния на жизнедеятельность организма, они остаются совершенно незаметными. К примеру, это могут быть точечные перестановки в генах, не изменяющие характер передаваемой информации.

Мутации, приводящие к заметным изменениям, закрепляются крайне редко. Например, сейчас в Африке, пишет Арман Леруа, увеличивается частота встречаемой мутации одного из генов (CCR5), который способствует устойчивости организма к вирусу иммунодефицита человека. Но и болезни часто вызываются мутациями генов, среди них те, что поражают человека с возрастом, допустим, инфаркт или старческое слабоумие.

Вообще же не существует такого глобального критерия, чтобы однозначно определить, хорошая произошла мутация или плохая. По современным научным представлениям у природы есть лишь один закон: мутация полезна, если она улучшает репродуктивный успех ее носителя. Кто лучше плодится и размножается, тот и победитель!

Таким путем природа заботится о своих созданиях, чтобы уберечь вид от опасных случайностей. Вчера были одни условия обитания, завтра настанут другие, и тогда в лидеры выйдет другой мутант, лучше приспособленный к новым обстоятельствам. А широкий ассортимент свежих мутаций всегда под рукой! Природа заранее тасует множество вариантов, ожидающих своего часа.

Арман Леруа приводит такие расчеты: каждый новый человеческий эмбрион имеет около сотни мутаций, которых не было у его родителей. Из этой сотни лишь около четырех мутаций оказываются существенными, причем три из них будут вредными, несущими болезни. Значит, репродуктивная способность снизится, и такая мутация в дальнейшем будет уничтожена под действием естественного отбора.

Надо еще учесть, что каждый человек несет в себе груз мутаций от своих родителей, плюс мутации от их родителей и так далее. Вывод: любое вновь зачатое человеческое существо в среднем несет в себе триста мутаций, которые в той или иной степени ухудшают его здоровье. Ни один из нас не свободен от этой мутационной бури.

Надо считать, что нам еще повезло: вспомним, что из каждого миллиона наших клеток мутирует лишь одна.

Зато в утешение можно точно сказать, что у большинства людей мутации не приводят к ущербности или страшной патологии. Поэтому не будем огорчаться от того, что все мы мутанты. Благодаря этому факту человечество все же выжило на изменяющейся планете и не собирается останавливаться на достигнутом.