Генетика на завтрак. Научные лайфхаки для повседневной жизни

Но чья же была первая секвенированная ДНК? Этого не знают даже сами исследователи. Генетическая информация была получена не от одного человека, а от нескольких доноров, которые анонимно предоставили образцы своей крови. Подобно порождению разнузданной сексуальной оргии, первый секвенированный геном представлял собой смесь ДНК нескольких людей, которые даже не знали друг друга. Различие генетической информации у разных людей составляет приблизительно 0,1 % от всех ее букв, а расположение генов одинаковое. Вот почему удалось составить относительно чистую последовательность букв из смеси генетической информации от разных доноров. Что же изменилось в результате преодоления этого этапа развития молекулярной биологии? Удивительно, но не многое. Знать последовательность букв в ДНК еще не значит понимать, как она работает. Целью всех приложенных усилий было создание цифрового «референсного генома». Он выступает в качестве карты ДНК, которая сообщает нам, какой ген к чему относится и из каких букв состоят отдельные отрезки. Эти данные сами по себе не лечат никаких заболеваний, но облегчают другим исследователям работу с ДНК человека и расшифровку других геномов. Референсный геном заложил основу для более совершенных методов секвенирования. Сегодня примерно за 1000 евро каждый может расшифровать свою ДНК. По сравнению с тремя миллиардами долларов, потраченных на первых порах, это сущие копейки. Вот так секвенирование генома превратилось в рутинную медицинскую услугу, и на сегодняшний день уже расшифрована генетическая информация тысяч людей. Такое огромное количество секвенированных геномов для исследователей подобно золотой жиле, оно позволяет открывать новые пути для поиска способов лечения заболеваний. Например, изучение здоровых людей с целью помочь больным.

Генетические герои.

Когда ученые хотят понять генетически обусловленное заболевание, они, как правило, действуют согласно проверенной схеме:

1. Идентифицировать у пациента основной генетический дефект.

2. Воссоздать наследственный дефект на модели системы (клеточная культура, мышь и т. д.).

3. Проанализировать механизм заболевания.

4. Протестировать способы облегчения заболевания.

5. Опубликовать результаты в серьезном журнале, получить Нобелевскую премию и стать героем любой вечеринки.

В принципе, не такой уж плохой план, который часто работает только по 4-й пункт включительно. Ну а чего вы хотели добиться, исследуя генетический дефект, запускающий развитие заболевания, на подопытном животном, которое совсем не хочет болеть? Хороню это или плохо?

Одним из таких примеров был Ринго, золотистый ретривер, родившийся в Бразилии в 2003 году. Его и других щенков из этого помета сделали носителями дефектной версии гена дистрофина [114]. Дистрофии — это белок, необходимый для мышечных волокон. Один из 5000 человек рождается с дефектом этого гена. Эти люди страдают от мышечной дистрофии Дюшенна. Первые симптомы паралича проявляются в детстве и по мере взросления приводят к летальному исходу. Собаки должны были помочь изучить это заболевание более тщательно.

То же самое произошло с братьями и сестрами Ринго, но не с ним. Даже став взрослым, он по-прежнему мог похвастаться отличным здоровьем, хотя у него был тот же генетический дефект. Почему Ринго не заболел? Оказалось, что у собаки по случайному стечению обстоятельств развилась другая мутация, которая защищала ее от мышечной дистрофии. Это была мутация в гене, приводившая к увеличению производства белка под названием Jagged 1. Этот ген никогда не связывали с мышечной дистрофией, но его повышенное производство предотвратило распространение заболевания в организме Ринго. Чтобы проверить открытие, мутацию гена дистрофина затем испытывали на рыбках данио-рерио, после чего рыбки заболели. Но если дополнительно мутировал ген для Jagged 1, рыбы оставалась здоровыми. Благодаря Ринго исследователи неожиданно для себя обнаружили мутацию, компенсирующую болезнетворный дефект, спасительную мутацию. Поэтому начался поиск лекарств, способных увеличить производство Jagged 1, чтобы суметь вылечить прежде неизлечимую болезнь.

Как метод исследования он оставляет мало надежды на то, что у подопытных животных появятся случайные спасительные мутации. А что если в этом вообще нет необходимости? Люди, у которых в результате наследственного дефекта развивается заболевание, с медицинской точки зрения представляют интерес и поэтому их подвергают соответствующим исследованиям. Но кто интересуется людьми, которые должны были заболеть из-за наследственного дефекта, но не заболели? О них редко что можно услышать, ведь у этих людей нет поводов обращаться к врачам. Они даже не знают, что на самом деле должны болеть. Настало время отыскать таких людей, потому что их гены могут открыть секрет, как лечить наследственные заболевания.