Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности

Подобно Джону Гердону, Азим Сурани и сегодня продолжает в высшей степени эффективно трудиться в области, первооткрывателем которой он стал. Его работа посвящена вопросу, как и почему яйцеклетки и сперматозоиды кодируют свои ДНК таким образом, чтобы их молекулярная память передавалась следующим поколениям. В большой степени первые эксперименты Азима Сурани были связаны с манипуляциями с ядрами клеток млекопитающих, которые он при помощи крошечных пипеток переносил из одной клетки в другую. Технически это усовершенствованная версия методик, которыми настолько успешно пользовался Джон Гердон пятнадцатью годами ранее. Удивительно приятно думать, что профессор Сурани работает сейчас в исследовательском институте в Кембридже, носящем имя профессора Гердона, и что они часто встречаются в его коридорах или в университетском кафе.

Глава 8. Война полов

В войне полов не может быть победителя.

Противники слишком склонны к братанию.

Генри Киссинджер

Лабораторное насекомое палочник вида Carausius morosus представляет собой очень удивительное существо. Обеспечьте его всего несколькими листиками бирючины, чтобы ему было что пожевать, и уже через несколько месяцев он начнет откладывать яйца. В должное время из них вылупятся симпатичные крошечные палочники, выглядящие как миниатюрные копии взрослых особей. Если одного из таких малышей изолировать сразу после рождения и перевести на собственную «жилплощадь», то и он отложит яйца, из которых, в свою очередь, вылупится очередное поколение палочников. И происходит это вопреки тому факту, что родитель никогда и ни с кем не спаривался.

Палочники часто воспроизводятся подобным образом. Для этого они используют механизм, который называется партеногенезом, что с греческого переводится как «девственное размножение». Самки откладывают оплодотворенные яйца, не спариваясь с самцами, и из этих яиц появляются совершенно здоровые маленькие палочники. У этих насекомых в процессе эволюции развился особый механизм, благодаря которому потомство обеспечивается необходимым количеством хромосом. Но все эти хромосомы они получают только от матери.

Как мы убедились в предыдущей главе, это очень отличается от того, что происходит у мышей и людей. Для нас и наших «родственников» — грызунов, существует единственный способ создания новой жизни — мы должны получить ДНК и от матери, и от отца. Казалось бы, что палочники в высшей степени необычные существа, однако это не так. Исключением являемся как раз мы, млекопитающие. У насекомых, рыб, земноводных, рептилий и даже птиц существуют виды, размножающиеся при помощи партеногенеза. Только млекопитающие этого не умеют. Именно наш класс в животном царстве является «белой вороной», поэтому имеет смысл задать себе вопрос, почему так происходит. Начать искать на него ответы мы можем с определения признаков, характерных только для млекопитающих. Итак, у нас есть волосы или шерсть и три косточки в среднем ухе. Ни один их этих признаков не присутствует у других классов, однако представляется маловероятным, что именно они заставили нас отказаться от «непорочного зачатия». Этот вопрос зависит от гораздо более важных факторов.

Самыми примитивными представителями млекопитающих является небольшое число таких животных как утконос и ехидна, которые откладывают яйца. Следующую за ними ступень на шкале усложнения воспроизводства занимают сумчатые, такие как кенгуру и тасманийский дьявол, у которых рождаются недоразвитые малыши. На протяжении подавляющего большинства этапов своего развития потомство этих видов находится вне материнского организма — в ее сумке. Это тот самый знаменитый карман, расположенный снаружи тела.

Безоговорочно наибольшее представительство в нашем классе принадлежит так называемым плацентарным (или высшим) млекопитающим. Люди, тигры, мыши, синие киты — все мы вынашиваем своих детей одинаково. Наше потомство проходит через действительно долгую фазу развития внутри материнского организма, в матке. В течение этого периода эмбрион получает все необходимые ему питательные вещества через плаценту. Это большое, внешне похожее на блин, образование действует подобно интерфейсу между кровеносными системами плода и матери. На самом деле кровь не перетекает из одной системы в другую. В действительности, две системы расположены настолько близко друг к другу, что такие питательные вещества как сахара, витамины, минералы и аминокислоты могут проникать от матери к плоду. Кислород также поступает из материнской крови в кровь плода. Действует эта связь и в обратном направлении, когда плод избавляется от отработанных газов и других потенциально токсичных веществ, которые поступают непосредственно в кровеносную систему матери.