Читать книгу "Супергены. На что способна твоя ДНК? - Рудольф Танзи"

Сводя все воедино

Химическая связь, которая соединяет атомы кислорода и железа, образуя ржавчину, имеет физическую природу, но функционирование генома подразумевает нечто выходящее за рамки физического восприятия. Технический термин, которым можно назвать невидимый фактор X, – «самообращение». Он означает, что система следит за собственным состоянием и постоянно отправляет туда-сюда сигналы, чтобы круг изменений оставался при этом кругом стабильности.

Основа самообращения – петля обратной связи. Когда ген вырабатывает белок, можно быть уверенным в том, что напрямую или опосредованно этот белок будет регулировать активность гена в дальнейшем. Проще, если А производит Б, то Б должно каким-то образом напрямую или косвенно управлять А. Ваш собственный выбор, физический или психологический, вернется и будет управлять вами. Масштаб этого может быть как небольшим, так и огромным. Если вы холосты и вдруг решите жениться, из-за этого решения все воспоминания о прошлой жизни предстанут перед вами в ином свете, точно так же, как болезнь заставляет иначе взглянуть на здоровье, а старость заставляет иначе взглянуть на молодость. Каждый этап жизни движется вперед, но в то же время вокруг него собирается прошлое.

Самообращение – это и способность ваших генов реагировать на то, что им нужно для жизни сегодня, но при этом не терять из вида то, на что они были запрограммированы в прошлом. В то же время настоящее может изменять эти инструкции посредством мутаций и эпигенетических меток. Это основа самообращения на уровне самих его корней. Ни одна вещь во Вселенной не возникает без возможности контролировать то, откуда она возникла. На языке духовных учений существует принцип морального равновесия между добром и злом (закон Кармы), в христианстве он выражается поговоркой «Что посеешь, то и пожнешь». В физике это третий закон Ньютона: для каждого действия есть равное ему обратное действие. Противоположности должны разрывать систему на части, но этого не происходит, потому что их держит вместе невидимый элемент самоорганизации.

Связь между живым организмом и окружающей средой держится на механизмах обратной связи. Позвольте нам немного углубиться в технические подробности, чтобы это объяснить, поскольку обратная связь – очень важный элемент спора. Теперь нам известно, что гены способны противостоять различным силам, которые на них воздействуют. В процессе эволюции появляются новые мутации, когда окружающая среда становится стрессогенной и создает проблемы. При возникновении проблемных условий, ДНК определенных генов подвергается их действию, то есть ее активность можно эпигенетически запустить, прекратить, усилить или ослабить посредством особых белков, которые называются факторами транскрипции. Прежде всего это подразумевает изменения в укладке и расположении ДНК.

В результате участки ДНК, которые подверглись воздействию, становятся более предрасположенными к мутациям. Таким образом, в этой модели, с которой все больше и больше соглашаются, мутации не происходят на случайных участках генома. Изменения окружающей среды ведут к изменениям в укладке ДНК (но не последовательности пар оснований). Это определяет, какой участок гена подвергнется возможной мутации. Другими словами, окружающая среда, воздействие образа жизни, стресс и прочие внешние проблемы влияют на то, как ДНК укладывается в клеточном ядре и какие ее участки будут подвержены мутациям больше других. В этом случае мутации не случайны, они – прямое следствие условий окружающей среды. Хотя сейчас мы рассуждаем абстрактно, ключевой момент – обратная связь между генами и внешними условиями. Она дает организму возможность адаптироваться к условиям, которые представляет Природа. Таков надежный механизм, что позволил жизни двигаться дальше от микроорганизмов-первопредков.

Как и любой компонент генома, существующий и взаимодействующий с другими его частями, они регулировали друг друга и складывались в то, что можно рассмотреть как логическую схему. В действительности же никакой предустановленной схемы, ни сложившейся исторически, ни запланированной на будущее, никогда не существовало. Естественные процессы достигают результата в реальном времени через взаимодействие между компонентами. Наш разум отчаянно старается понять, как это может происходить. Леонардо да Винчи изумлялся: «Человеческой изобретательности никогда не придумать ничего прекраснее, проще и точнее, чем создает природа, потому что в ее изобретениях все на своем месте и нет ничего лишнего». В сущности, вся природа состоит из петель обратной связи. Пока наши гены расставляют декорации, мы определяем роль, которую будем играть на этой сцене, и персонажей, с которыми будем взаимодействовать. В свою очередь декорации адаптируются к нам. Мы все время изменяем наши гены словами, поступками и деяниями. Эти системы обратной связи всегда были и будут краеугольным камнем эволюции.

Загадочное наследие

В определенный момент заявления людей о том, что разум принадлежит только нам, кажутся абсолютно дерзкими и чванливыми. Идея о том, что Природа бездумно сотворила наш разум, по сути, не имеет смысла. Изначально присущая хитростям эволюции искусность потрясает, даже у так называемых низших форм жизни. Например, генетически обусловленные изменения, необходимые для выживания, могут происходить за счет простого воровства. Рассмотрим случай изумрудно-зеленого морского огурца (Elysia chlorotica), который выглядит как растение. Когда наступает время питаться, морской огурец крадет хлоропласты – клеточные механизмы, которые могут осуществлять фотосинтез, – у ближайших к нему водорослей и производит пищу для себя тем же образом, которым это делает растение, извлекая сахар из воды, хлорофилла и солнечного света.

Этот интересный случай кражи хлоропластов известен на протяжении десятков лет, но совсем недавно удалось обнаружить, что хитрый морской огурец способен красть у водорослей целые гены. Это помогает ему самому получать пищу. Обычно украденные хлоропласты действуют долго, но когда морской огурец крадет гены и связывает со своим геномом, это усиливает их действие и позволяет намного дольше производить пищу для морского огурца. Невероятно также то, что животное способно питаться как растение посредством кражи генов от другого вида.

Нечто подобное свойственно и нашему виду. Ученые склонны считать, что все клетки нашего организма содержат идентичный геном. Сейчас мы обнаруживаем, что в ядре одной человеческой клетки может быть больше одного генома. Точнее, существуют люди с группами клеток, которые содержат многочисленные генные мутации, которые больше нигде в организме не возникают. Это может произойти, когда геномы двух разных яйцеклеток сливаются в одну яйцеклетку. Будущая мать в ожидании ребенка может получить от него новые геномы в свои клетки, когда ребенок после рождения оставляет фетальные клетки. Эти клетки могут мигрировать к органам матери, и даже к мозгу, которые могут их поглотить. Это явление называется мозаицизмом и, оказывается, гораздо более распространено, чем мы могли представить. В некоторых случаях считается, что мозаицизмом обусловлены такие заболевания, как шизофрения, но по большей части он считается безвредным.

Даже самым ортодоксальным приверженцам дарвинизма становится очевидно, что эволюция – сложный танец «аппаратного» и «программного» наследования. Например, половое размножение у большинства видов жестко запрограммировано. Самец плодовой мушки автоматически знает, что для спаривания ему необходимо найти подходящую самку, обхватить ее передними ногами, спеть особые песни, вибрировать одним крылом и облизать ее гениталии. Плодовую мушку никто этому не учит. Каждое из этих действий жестко запрограммировано генетически, и это очень старая программа, заложенная эволюцией. Но в какой-то момент они не были запрограммированы; им пришлось развиваться. Каждое движение ритуала спаривания индивидуально вырабатывалось у каждого самца из предков плодовых мушек, а затем они начали распространяться. В конечном итоге эти новые движения имели такой успех, что спаривание уже не могло происходить без них. В тот самый момент это поведение стало укоренившимся, «инстинктивным», «жестко запрограммированным» или «генетически предопределенным».