Читать книгу Генетические загадки. Как человечество выигрывает от разницы наших ДНК - - Страница 4

Самый гламурный человек в жизни моей дочки – восьмилетняя подруга по имени Кайл. У Кайл роскошные волосы до пояса, собранные блестящим ободком, целая коллекция кукол из «Холодного сердца», а главное – у нее перед домом стоит батут.

Мама Кайл купила его в тот год, когда Эзре, ее второму ребенку, провели операцию на головном мозге. Мальчик страдает аутизмом и одновременно эпилепсией. Немногие знают, что у детей эти болезни часто идут в паре[60]. Я и сама не подозревала об этом, пока эта семья не поселилась по соседству, а ведь я училась на клинического психолога и руковожу лабораторией детского развития. Особенно уязвимы дети с аутизмом и умственной отсталостью, которую клинически определяют как IQ меньше семидесяти. Эпилепсией болеют свыше 20% из них.

Когда Эзре исполнилось четыре года, приступы вдруг стали настолько частыми и тяжелыми, что ему имплантировали стимулятор блуждающего нерва, что-то вроде кардиостимулятора, только для головного мозга. Это, впрочем, не избавило его от необходимости соблюдать кетогенную диету с высоким содержанием жиров и низким – углеводов[61]. Мама Эзры – успешный ученый, а еще она готовит на дни рождения вкуснейший торт со специальным диетическим шоколадом.

В Америке родителям детей с аутизмом и умственной отсталостью почти неизбежно попадает в руки эссе 1980-х годов под названием «Добро пожаловать в Голландию»[62]. Вкратце: речь идет о том, что родитель такого ребенка – как турист, который решил слетать на денек в Италию. Он учится говорить «чао», собирается посмотреть на «Давида» Микеланджело, а потом самолет приземляется и стюардесса объявляет, что они в Голландии и дороги назад нет. Кого-то такая метафора утешает: «В Голландии растут тюльпаны и даже есть картины Рембрандта». Кого-то раздражает. «Я уже устала от этой Голландии и хочу домой», – озаглавила пост в блоге одна мама[63]. Надо будет спросить какого-нибудь голландца, что он думает по поводу сравнения жизни в его стране с воспитанием ребенка-инвалида.

Поскольку у Эзры есть сестра-близняшка, до боли легко нарисовать в воображении, что эта семья, как и планировалось, приземлилась в Италии. А на деле Кайл болтает со взрослыми и прыгает на батуте с грациозным изяществом, а у Эзры за годы после того, когда семья сюда переехала, произошел регресс: речь и социальные интересы угасают, походка стала не такой плавной. Близнецы поражают нас не только схожестью, но и различиями. Кайл – совсем не зеркало Эзры, а альтернативный сценарий его жизни, его «что, если». Есть и еще один, не реализовавшийся, сценарий. Кайл и Эзру можно сравнить не только друг с другом, но и с третьим их близнецом, который умер в утробе матери.

Хотя точные причины аутизма и гибели плода обычно остаются неизвестными, можно порассуждать о том, что непохожие судьбы Кайл, Эзры и третьего, безымянного ребенка могла предрешить генетика. Приблизительно половина выкидышей в первом триместре происходит из-за генетических патологий[64], а подверженность аутизму связана с генетическими особенностями в целых 90% случаев. Смерть до родов. Нормальное младенчество с последующим регрессом и молчанием. Цветущий, живой, говорливый ребенок. Дети одних родителей бывают совсем не похожи друг на друга.

Психологи из Миннесотского университета провели исследования. Они просили участников оценить, насколько генетические факторы влияют на цвет глаз, склонность к депрессии, черты личности и другие качества (рис. 2.1). Полученные оценки затем сравнивали с научным консенсусом о наследуемости этих характеристик по данным близнецовых исследований, которые позволяют сравнить схожесть по данному параметру между однояйцевыми близнецами и между разнояйцевыми близнецами[65]. Я вернусь к определению наследуемости и расскажу о близнецовых исследованиях в главе 6, а пока просто хочу сказать, что оценки непрофессионалов оказались довольно близки к научным данным. Особенно хорошо интуиция работает у многодетных матерей.

^{Рис. 2.1. Оценка влияния генетических факторов на различия между людьми (горизонтальная ось) и научная оценка наследуемости по данным близнецовых исследований (вертикальная ось). Данные взяты из двух исследований с общей выборкой N = 2 320. Соответствие между бытовыми оценками и научными оценками составляет r = 0,76. Рисунок предоставлен Эмили А. Уиллоуби на основе данных из работ: Emily A. Willoughby et al., “Free Will, Determinism, and Intuitive Judgments About the Heritability of Behavior,” Behavior Genetics 49, no. 2 (March 2019): 136–53, https://doi.org/10.1007/s10519-018-9931-1; Emily A. Willoughby et al., «The Freedom to Believe in Free Will: Evidence from an Adoption Study against the First Law of Behavioral Genetics,» PsyArXiv (October 2024): 1–20, https://doi.org/10.31234/osf.io/2zvxq.}

Многодетные мамы неспроста угадывают так хорошо. Они как будто сидят в первом ряду, человеческие различия раскрываются прямо у них на глазах. Контраст между моими детьми не такой резкий, как между Кайл и Эзрой, но даже они кажутся мне непохожими, как небо и земля. После появления на свет второго ребенка родитель заново переживает каждую веху развития и чувствует, насколько все иначе. Особенности бывают просто поразительны.

В различиях между нашими детьми видны намеки на генетическое разнообразие, скрытое в наших клетках и клетках нашего партнера (под генетическим разнообразием я подразумеваю здесь различия в последовательности ДНК у разных людей). Мы охотно соглашаемся, что оно может определить, высокий будет ребенок или низкий, с голубыми или карими глазами и даже будет ли он страдать аутизмом. Больше вопросов вызовет утверждение, что этот фактор имеет значение для успеваемости ребенка в школе и его финансового положения, удовлетворенности жизнью и даже вероятности, что он в будущем совершит преступление. И совсем сложный вопрос: что обществу делать с такими связанными с генетикой неравенствами? Но прежде чем мы приступим к обсуждению сложностей, давайте проясним некоторые базовые вещи.

Для начала в этой главе я опишу некоторые биологические и статистические понятия, в том числе рекомбинацию генетического материала, полигенное наследование и нормальное распределение. Без этого не получится по-настоящему понять метафору с генетической лотереей. Затем я сделаю небольшой обзор научных исследований, которые доказывают важность генетической лотереи для достижения тех или иных жизненных результатов. Эти исследования поднимают и методические вопросы, и вопросы морального свойства, связанные с интерпретацией результатов. Именно ими мы будем заниматься оставшуюся часть книги.

Множества внутри нас

Бактерии не затрудняют себя половым размножением: они просто делятся пополам и порождают две дочерние клетки, идентичные как друг другу, так и исходной бактерии. Люди устроены иначе. Чтобы родить дочь или сына, мы должны смешать нашу ДНК с чьей-то еще, а для этого нужны гаметы, то есть сперматозоиды и яйцеклетки. Процесс образования гамет называют мейозом. В это время ДНК, которую мы унаследовали от матери, перемешивается с ДНК, унаследованной от отца, и получается новая комбинация, которой никогда не было и никогда больше не будет.

В крохотных яичниках новорожденной девочки уже есть примерно 2 млн незрелых яйцеклеток, и на протяжении жизни примерно четыреста из них созреют и выделятся при овуляции. У мальчиков сперматозоиды начинают формироваться только с половым созреванием, и за всю жизнь их будет выделено в среднем 525 млрд[66]. Мейотическая перетасовка ДНК происходит для каждого сперматозоида и яйцеклетки отдельно, и многообразие возможных комбинаций генов у ребенка любой пары просто поражает воображение: больше 70 трлн уникальных вариантов[67], и это без учета совершенно новых генетических мутаций, возникающих при образовании гамет. Какая конкретно последовательность ДНК получится в результате объединения материала отца и матери – исключительно вопрос везения, как комбинация из шести шаров в розыгрыше. Именно это я имею в виду, когда говорю, что генотип – наша уникальная последовательность ДНК – является результатом генетической лотереи.

Например, существуют варианты гена CFH, кодирующего так называемый фактор комплемента белка H (то есть у гена есть несколько возможных версий). Я унаследовала от родителей разные версии: в одном случае в последовательности нуклеотидов – «букв» ДНК – имеется цитозин (сокращенно C), а в другой версии – тимин (T). Я еще не родилась, а в моем крошечном тельце уже формировались совсем крохотные яйцеклетки. Варианты гена распределились по ним: в половине яйцеклеток – T, а в половине – C. Яйцеклеток в яичниках целое множество, поэтому дети у меня получились разными: сын унаследовал вариант с тимином, а дочь – вариант с цитозином. То есть благодаря размножению генетические различия, скрытые внутри моего организма, проявились в генетически разном потомстве.

Наши современники, живущие в богатых странах с низкой рождаемостью, нередко недооценивают, насколько непохожи бывают братья и сестры. Семьи у нас обычно маленькие: в США примерно четверть имеет всего одного ребенка, у многих детей нет вовсе[68]. В Сан-Франциско детей меньше, чем собак[69]. Из-за такой демографии сузилось и наше представление о множестве возможных вариантов потомства, а еще по семейному анамнезу стало сложнее предсказать, какие болезни могут подстерегать нас внутри собственного генома.

Чтобы оценить глубину генетических различий между братьями и сестрами – в науке их объединяют термином «сиблинги», – можно, однако, взглянуть на другие биологические виды, у которых, в отличие от нас, очень большие семьи[70]. Возьмем, например, коров. Черно-белый бык голштинской породы по кличке Тойстори благодаря искусственному осеменению породил более полумиллиона потомков. Молочные породы уже не первое десятилетие являются объектом интенсивной селекции, благодаря чему удои резко выросли: рекордсменки из лучшей тысячи 1957 года сейчас выглядели бы заурядно. Важно то, что селективное разведение молочных коров базируется на огромной внутрисемейной генетической изменчивости. Полмиллиона телят Тойстори – это полмиллиона случайных проб его генома, и именно возможность отобрать среди этого многообразия родителей очередного поколения позволяет быстро и зрелищно взвинчивать удои.

Еще программы селективного разведения подчеркивают, что важны не столько отдельные гены, сколько их комбинации. Появление новых мутаций – это не главная причина стремительного увеличения производительности молочных коров с 1950-х годов: практически все гены, позволяющие в 2019 году получать гораздо больше молока, уже были в пуле 1957 года, один вариант тут, другой там. Селективное разведение позволило сельскому хозяйству повысить в популяции коров частоту генетических вариантов, повышающих удои, а это, в свою очередь, повысило число таких вариантов в комбинации у отдельно взятого животного[71].

Представить, что существуют комбинации многих вариантов генов и в отдельном животном они могут быть представлены неодинаково, непросто с интуитивной точки зрения. Для меня – и, возможно, для вас тоже – первым знакомством с генетикой на уроках биологии в старших классах стал рассказ о Грегоре Менделе и его экспериментах с горошком. Этот монах и ученый занимался признаками растений, которые зависели от вариантов одного гена: высокое или низкое, с морщинистыми или гладкими семенами, зелеными или желтыми. Однако волнующие нас человеческие характеристики – личностные качества и психические заболевания, половое поведение и долголетие, результаты на тестах интеллекта и успехи в образовании – находятся под влиянием великого множества генов, каждый из которых составляет лишь малую каплю в бассейне имеющих значение вариантов. Нет какого-то одного гена ума, открытости, депрессии. Все это полигенные