Максим Чертанов - Дарвин

У ЭРВ есть близкие родичи, ретротранспозоны, не будем вдаваться в различия между ними, итог их деятельности тот же: приходят извне, вписываются в гены жертвы, приспосабливаются к ней, перестают вредничать, передаются по наследству и начинают приносить пользу: так, предполагают, что ген по кличке Peg 10, необходимый для развития плаценты, некогда подарил млекопитающим ретротранспозон. Вот и еще кандидат на роль геммулы.

Если РНК — существа такие ловкие, нельзя ли их использовать в медицине? Сделать человеку прививку, а иммунитет чтобы передался его детям? (Не так ли возникла устойчивость определенных рас к определенным болезням, о которой писал Дарвин, только первоначальная «прививка» — выработка антител — произошла случайно?) Такой эксперимент провели в конце XX века австралийские иммунологи. Они предположили, что приобретенный при жизни признак (ген нового антитела) может быть передан в половые клетки из клеток-лимфоцитов, специальность которых — распознавать свои и чужие частицы и на вирусный удар отвечать ударом. Лимфоциты образуют внутри себя РНК-вирусы, не вредные, а полезные, и те не только побивают болезнь, но и разносятся с кровью по организму А. Марков: «Самодельные РНК-вирусы, образующиеся в лимфоцитах, по всем признакам и свойствам точно соответствуют "геммулам", существование которых предсказывал великий Дарвин». Иногда геммулами называют сами лимфоциты. М. Швецов: «Теория Дарвина о пангенезе совпадает с идеями о регуляции лимфоцитами роста тканей и передачи с их помощью приобретенных признаков потомкам. Дарвиновские пангены — это и есть лимфоциты в сегодняшнем понимании». Увы, гипотеза австралийцев пока не подтверждена, и неясно, можно ли передать по наследству иммунитет…

Дарвин в «Изменениях» писал, что развитие живого существа и регенерация его органов — один процесс, там и там идет строительство клеток. Рождается ли маленькая ящерица, отращивает ли хвост взрослая, затягивается ли кожей рана на пальце — все это делают геммулы, управляющие и наследственностью, и регенерацией. Сейчас известно, что у развития организма и регенерации действительно один механизм: эмбриональные стволовые клетки «строят» ребенка, превращаясь в клетки кожи, легких, костей; то же они делают, когда надо восстановить поврежденную ткань. В ДНК хранится схема, по которой из стволовых клеток формируется тело ящерки или человечка, схема для вида постоянна, все развиваемся одинаково. Но потом-то все у всех по-разному: один порезал палец и ему нужна новая кожа, другому требуется регенерация кишечника… Как ДНК, неповоротливый бюрократ, может управлять этими процессами? Но ДНК и не управляет, она лишь обеспечивает возможность регенерации, а сам процесс превращения стволовых клеток в нужные регулирует одна из разновидностей микро-РНК: услыхали, что где-то поврежден белок, скомандовали нужным генам включаться… Передастся ли и этот рецепт по наследству? Некоторые хвалятся тем, что на них все заживает «как на собаке»; нередко выясняется, что такими же были их родители. Но пока неясно: то ли эта способность содержалась в их ДНК изначально, то ли малютки РНК вписали туда схему «вкл — выкл».

У грызунов есть любопытное явление: парамутация. У взрослых мышей искусственно вызвали генную мутацию, делающую хвосты белыми, их дети и внуки рождались белохвостыми, но, как выяснилось, «гена белохвостости» они не имели (через несколько поколений это явление сходило на нет). Как может существовать то, что вообще не прописано в ДНК? Видать, и тут без каких-то РНК не обошлось, и ведут они себя точно как геммулы: передают по наследству приобретенный при жизни признак.

Не все кандидаты в геммулы принадлежат к семье РНК. Вот, например, микровезикулы — частички, снующие в плазме крови и прочих «реках» организма. В XX веке их считали мусором, в XXI обнаружили, что они разносят информацию. Если клетки где-то повреждены, они высылают стволовым клеткам микровезикулы с мольбой о помощи, а те отправляют обратно микровезикулы с бригадой врачей (РНК и белков): прибыв, они лечат клетку, включая и выключая гены. Только по наследству все это не передается: ни повреждение, ни лечение. Хотя… Т. Романовская: «Если учесть существование таких гибко управляемых систем многоклеточного организма, как 1) перенос между клетками микровезикул, содержащих РНК-копии различных генов (которые в соматических клетках могут приобретать какие-либо мутации), 2) обратная транскрипция и 3) рекомбинация генетического материала в генеративных клетках, то процесс "осознанного" переноса новых вариантов генов из соматических клеток в генеративные видится не таким уж невероятным событием, как это казалось прежде». Впрочем, микровезикула лишь автомобиль, перевозящий РНК-существа, так что опять все сводится к ним, любимым.

Долго считали, что включением и выключением генов заведуют исключительно белки. Ведь они на самом деле не кирпичи, а сложные механизмы: компьютеры и айфоны, реакторы и коллайдеры; они регулируют жизнь клеток. Белки-ферменты ускоряют химические реакции, белки-антитела обезвреживают заразу. Они управляют генами в зависимости от потребностей клетки: накопилось там чересчур много какого-нибудь вещества — белок дает гену сигнал прекратить его производство. Однако в 2002 году открыли, что представители РНК — рибопереключатели — могут делать это без всяких белков. Да что там, РНК могут целую хромосому выключить…

Если искать кого-то, умеющего реагировать на то, что с нами происходит, и отдавать организму соответствующие команды, вряд ли найдешь кандидата лучше, чем нейромедиаторы. Эти умные вещества образуются в нервных клетках и делают удивительные вещи. Вы пишете отчет, все ушли на обед, а вам некогда. Сослуживцы вернулись, благодушные, сытые, скоро вы почувствуете, как они вас раздражают, и начнете рявкать: заткнись! не бери мою ручку! — а они хихикают и не понимают, отчего вы злитесь, — и вот вам уже хочется их убить. Но как только вы поели, злоба прошла и уже стыдно: чего я так злился? Голодный был, вот и злился. Поел — подобрел. Это сделал нейромедиатор дофамин, выделяющийся после еды и дарящий чувство эйфории. Поранились — больно — начнет вырабатываться другой нейромедиатор, из семейства эндорфинов, и успокоит боль.

Такие мимолетные воздействия, конечно, по наследству не передаются. Но нейромедиаторы могут также работать гормонами, то есть передавать информацию не от одних нервов другим (еда — наслаждение), а от нервов всему организму (еда — ожирение); тот же дофамин повышает давление, тормозит работу желудка. Это уже серьезнее. Гормоны могут ускорять или замедлять работу генов; если вы испытываете какие-то воздействия постоянно и соответствующие гормоны вырабатываются постоянно, создается еще одна схема генных «вкл — выкл», которую называют «гормональным фоном». Передается ли она по наследству? Британские ученые считают, что, если беременная ест много жирного, у ребенка появляется лишний вес, хотя в его ДНК склонность к ожирению не вписана. Так что в геммулы можно записать и гормоны. Впрочем, читатель уже, наверное, заподозрил, что и гут не обошлось без подстрекательства этих, с лишним атомом кислорода, который они вечно суют куда не просят. Может быть. Их рука всюду. А ведь было же, наверное, время, когда их не было, золотое время: стабильность, покой?..