Она смеётся, как мать. Могущество и причуды наследственности

Пелория не переставала интересовать и следующие поколения ботаников. Выращиваемое в ботанических садах по всей Европе, это растение передавало трубковидные цветки своим потомкам. Гёте, которого растения захватывали не менее, чем поэзия, делал зарисовки цветков пелории и льнянки. Хуго де Фриз какое-то время думал, что сможет доказать свою мутационную теорию с помощью этого растения. Он считал, что цветок-монстр возник из обычной льнянки в процессе мутации, иными словами, новый вид был создан одним скачком.

Однако пелория не поддавалась такому простому объяснению. Если бы трубкообразные цветки действительно возникли в результате мутации, то она затронула бы ДНК льнянки. И последующие поколения пелории унаследовали бы эту мутацию. Однако у потомков той первой пелории иногда вырастали нормальные двусторонние цветки, а иногда – нелепые трубковидные. При этом не наблюдалось четкой закономерности, которую мог бы заметить Мендель.

В конце 1990-х гг. группа английских ученых, вооруженных методами молекулярной биологии, тоже обратила внимание на пелорию. Энрико Коэн из Исследовательского центра Джона Иннеса вместе с коллегами исследовал ген l-cyc, участвующий в формировании цветка

[934]. Для того чтобы у обычной льнянки образовывались цветки, ген l-cyc должен быть включен на верхушках побегов. Коэн выяснил, что у пелории ген l-cyc был заблокирован.

Эти различия возникли не в результате какой-либо мутации, поменявшей структуру гена l-cyc

у пелории. Коэн с коллегами обнаружил, что сам ген был один и тот же что у обычной льнянки, что у пелории. Различия нашли не внутри этого участка ДНК, а вокруг него. Коэн выявил, что у обычной льнянки и пелории разное метилирование вокруг гена l-cyc. У пелории участок с геном

l-cyc плотно окружен метильными группами, препятствующими работе молекул, считывающих гены. Коэн со своими коллегами обратил внимание, что некоторые выращиваемые пелории иногда дают цветки, похожие на нормальные. Когда ученые проверили ген l-cyc в этих пережитках прошлого, то обнаружили, что он потерял часть метильных групп, и это позволило гену снова стать активным.

Иными словами, у пелории наследственность идет двумя путями. Растение передает потомству копию своих генов, которые направляют развитие так, чтобы получилась льнянка. Но дочерние растения также наследуют и особую схему метилирования, которая не закодирована в их генах. Когда-то некая льнянка случайно добавила лишние метильные группы на ген l-cyc, это было еще до того, как в 1742 г. Сёберг нашел такое растение. Подобное метилирование привело к развитию новой формы цветка. Когда это измененное растение размножалось, оно передавало потомкам такие же эпигенетические метки. В итоге получилось так, что и на новых растениях распускались милые, но нелепые цветки. За прошедшие века некоторые потомки потеряли метильные метки и теперь цветут, как обычная льнянка. Но другие пелории продолжают наследовать свою растительную «волчью голову».

Когда я приехал к Мартиенсену, он как раз начинал эксперимент с пелорией. Никто точно не знает, каким именно образом это растение передает свои эпигенетические метки, вызывающие уродство цветков на протяжении многих поколений. У Мартиенсена появилась идея, как это можно выяснить, но его эксперимент чуть было не сорвался. Когда он спросил у Коэна, где можно найти пелорию, тот ответил, что этот цветок уже исчез. Насколько Коэн знал, нигде в мире пелории не осталось.

Мартиенсен говорил мне: «Они потеряли его в Садах Кью. Они утратили его в Оксфордском ботаническом саду, где выращивали в течение двух сотен лет».

Наконец, после нескольких месяцев поиска Коэн обнаружил запас этого исторически важного растения. Он нашел его не в ботаническом саду или научной лаборатории, а в одном из калифорнийских питомников, который торговал пелорией по всему свету. Мартиенсен сделал большой заказ и, как только растения прибыли в Колд-Спринг-Харбор, вместе с Маллиганом начал создавать собственный запас пелорий. Маллиган говорит: «Мы должны предпринять все возможное, чтобы надежно его сохранить».

__________

Чарльз Дарвин и Фрэнсис Гальтон были первыми, кто представил наследственность в форме научного вопроса. Это произошло в конце XIX в. Ученые, подобные Хуго де Фризу и Уильяму Бэтсону, предположили, что ответ на него они нашли в генах. Они обнаружили способ, как можно связать ныне живущие организмы с их биологическим прошлым. Однако эти ученые не просто искали доказательства, что наследственная информация передается через гены. Они также пытались опровергнуть альтернативные взгляды.