Если вам действительно хочется понять, насколько мало ученым известно о возможных эпигенетических и материнских эффектах, примите во внимание следующую информацию. В течение месяцев, следовавших за терактами одиннадцатого сентября в Нью-Йорке и Вашингтоне, наблюдался резкий скачок выкидышей на поздних сроках беременности в Калифорнии. Конечно, появляется соблазн списать это на повышенный стресс, с которым столкнулись будущие матери [152]. Так бы, наверное, все и сделали, если бы не одна существенная деталь – скачок выкидышей коснулся только плодов мужского пола.
В октябре и ноябре 2001 года в Калифорнии было зафиксировано двадцатипятипроцентное увеличение выкидышей среди матерей, беременных мальчиками. Каким-то образом – каким именно, нам неизвестно – организм матери на генетическом или эпигенетическом уровне почувствовал, что она ждет мальчика, в результате чего был спровоцирован выкидыш.
Мы можем лишь строить догадки о том, почему и как это произошло, однако достучаться до истины пока что не представляется возможным. Мальчики одновременно и требуют больше ресурсов материнского организма в период беременности и с меньшей вероятностью выживают в случае недоедания в детские годы.
Возможно, в ходе эволюции у нас образовалась своего рода автоматическая система экономии ресурсов, активирующаяся в кризисных ситуациях – большое количество самок и несколько сильных самцов дают популяции больше шансов на выживание, чем обратное соотношение полов.
Какие бы ни крылись за этим эволюционные причины, очевидно одно: реакция организма этих женщин на то, что было воспринято им в качестве угрозы со стороны окружающей среды, была резкой и автоматической. Тот факт, что теракты произошли настолько далеко, делает эту удивительную закономерность еще любопытнее. Между прочим, это уже не первый случай наблюдения подобной реакции. В период объединения Германии, произошедшего в 1990 году, в Восточной Германии (где объединение далось особенно тяжело, наделав немало шума и беспокойства)стало рождаться больше девочек. Изучение данных о рождаемости после десятидневной войны в Словении в период Балканского конфликта девяностых годов прошлого века, а также другое исследование статистики рождаемости после серьезнейшего землетрясения, произошедшего в 1995 году в японском городе Кобе, продемонстрировали аналогичные закономерности.
С другой стороны, существуют свидетельства того, что после серьезных военных конфликтов происходит скачок рождаемости мальчиков. Именно это произошло после Первой мировой и Второй мировой войн. Более современное исследование шестисот матерей, проживающих в английском графстве Глостершир, обнаружило, что у тех из них, кто рассчитывал прожить до старости, чаще рождались мальчики по сравнению с теми, кто дал прогноз на смерть в относительно молодом возрасте.
Каким-то образом психологический настрой матери оказался способен приводить в действие физиологические или эпигенетические механизмы, отражающиеся на беременности и относительной живучести плода в зависимости от его пола. В хорошие времена рождается больше мальчиков. В плохие – девочек. Подобные закономерности говорят о том, что нам предстоит еще многое – очень многое – узнать.
Первое сенсационное эпигенетическое исследование было опубликовано как раз в тот момент, когда ученые объявляли о завершении проекта «Геном человека» – грандиозной десятилетней работы по полному описанию всех трех миллиардов нуклеотидов, составляющих нашу ДНК. Когда дело было сделано, организаторы проекта объявили, что им успешно удалось создать «все страницы руководства, необходимого для создания человеческого организма» [153].
Но радовались они недолго – в дело вмешались ученые-эпигенетики. После десяти лет кропотливого труда исследователи вышли из своих лабораторий, чтобы узнать, что составленное ими описание является всего лишь отправной точкой. Научное сообщество могло с тем же успехом сказать: «Спасибо за составленную генетическую карту. Теперь не могли бы вы сказать, какие дороги открыты, а какие нет, чтобы от нее был хоть какой-то толк?»
Разумеется, эпигенетика вовсе не превратила проект «Геном человека» в бесполезный труд – наоборот, карта эпигенома должна начинаться с карты генома. Стоит ли говорить, что работа по ее созданию уже началась? Осенью 2003 года группа европейских ученых объявила о начале проекта «Эпигеном человека» [154]. Их целью является добавление указателя на каждом участке, где метильные маркеры способны присоединяться к гену, меняя тем самым его экспрессию. По словам этих ученых, целью проекта «Эпигеном человека» является обнаружение всех механизмов и химических связей, которые задействованы в исполнении заложенного в ДНК кода, что позволит в более полной мере понять принципы процесса нормального развития, старения и контроля аномальной экспрессии генов при раке и других болезнях, а также того, каким именно образом окружающая среда влияет на здоровье человека.
Уже началось постепенное финансирование этого проекта, и его руководители надеются в течение следующих нескольких лет набросать большую часть карты эпигенома, но это будет нелегко.
В науке ничего не бывает легко.
Глава 8Такова жизнь: почему ни вам, ни вашему айподу не суждено жить вечно
Сет Кук [155] является старейшим из живых американцев с одним невероятно редким генетическим расстройством. У него выпали все волосы. Его кожа покрыта морщинами. У него атеросклероз. Его суставы болят из-за артрита. Он каждый день принимает аспирин с целью разжижения крови.
Ему двенадцать лет.
У Сета синдром Хатчинсона – Гилфорда – очень редкая болезнь, которую часто называют прогерией. Считается, что этому заболеванию подвержен только один из четырех-восьми миллионов новорожденных. Это очень жестокая болезнь – ее название в переводе с греческого означает «преждевременно старый», и именно в этом состоит несчастная судьба рожденных с прогерией людей. Дети с прогерией стареют до десяти раз быстрее людей, не страдающих этой болезнью. Когда ребенку с прогерией исполняется где-то полтора года, его кожа начинает покрываться морщинами, а волосы – выпадать. Вскоре за этим появляются сердечно-сосудистые проблемы, такие как атеросклероз, и дегенеративные заболевания, например артрит.
Большинство людей с прогерией умирают в подростковом возрасте от сердечного приступа или инсульта – не известно ни одного случая, чтобы они доживали до тридцатилетнего возраста.
Синдром Хатчинсона – Гилфорда – не единственная болезнь, которая ускоряет процесс старения организма, но она самая душераздирающая, потому что развивается стремительно и с самого момента рождения. Другое похожее заболевание под названием «синдром Вернера» проявляет себя уже после достижения человеком половой зрелости. Иногда этот синдром называют прогерией взрослых.
После полового созревания процесс старения ускоряется, и люди с синдромом Вернера, как правило, умирают от возрастных болезней к пятидесяти-шестидесяти годам. Синдром Вернера, хотя и встречается чаще синдрома Хатчинсона – Гилфорда, все равно является довольно редким генетическим заболеванием, которому подвержен лишь один человек на миллион.
Из-за того, что эти ускоряющие процесс старения болезни такие редкие, они нечасто становятся предметом исследований (и поэтому их называют «сиротскими болезнями»). Однако подобная ситуация уже начинает меняться, так как ученые стали понимать, что именно эти заболевания являются ключом для понимания нормального процесса старения. В апреле 2003 года ученые заявили, что им удалось изолировать генетическую мутацию, вызывающую прогерию [156]. Эта мутация происходит в гене, ответственном за производство белка под названием «ламин А». В обычных условиях ламин А является каркасом мембраны клеточного ядра, в котором содержится вся генетическая информация клетки. Ламин А подобен колышкам, которые удерживают палатку, – они служат основой для мембраны клеточного ядра, которая опирается на этот белок. У людей с прогерией нарушена структура ламина А, из-за чего клетки изнашиваются гораздо быстрее.
В 2006 году другая команда ученых установила связь между деградацией ламина А и нормальным процессом старения человека. Том Мистели и Паола Скафиди, исследователи из Национального института здравоохранения США, в своей опубликованной в журнале «Science» статье сообщили о том, что в клетках обычных людей пожилого возраста наблюдаются те же самые дефекты, что и в клетках больных прогерией [157]. Это очень важное открытие, ставшее первым подтверждением того, что характерное для прогерии ускоренное старение связано с нормальным процессом старения человека на генетическом уровне.
Отсюда можно сделать далекоидущие выводы. С тех пор, как Дарвин описал механизмы адаптации, естественного отбора и эволюции, ученые не переставали спорить о том, какое именно место во всем этом отводится процессу старения. Организм просто изнашивается, подобно любимой футболке, которая с годами растягивается и начинает рваться? Или же старение стало результатом эволюции? Другими словами, является ли процесс старения случайным или преднамеренным?
Прогерия и другие ускоряющие процесс старения болезни говорят в пользу того, что он заранее запрограммирован, является частью замысла природы.
Подумайте сами – если одна-единственная генетическая ошибка способна привести к ускоренному старению у младенца или подростка, то изнашивание организма со временем не может быть его единственной причиной.
Само существование гена прогерии подтверждает то, что процесс старения контролируется на генетическом уровне. Это приводит ученых к вопросу, который, без сомнения, вы ожидали услышать. Неужели мы все запрограммированы на смерть?
Леонард Хейфлик является одним из пионеров исследования процесса старения. В шестидесятых годах прошлого века он открыл, что (за одним особым исключением) клетки способны делиться лишь ограниченное число раз, после чего процесс деления прекращается и они начинают погибать. Ограничение количества клеточных делений было названо пределом Хейфлика [158] – у человека этот предел составляет от пятидесяти двух до шестидесяти делений.