Гены в ответе за всё

Если вы хотите понять, почему люди ведут войны, то существует ген, отвечающий за это. Желаете знать, почему мужчины насилуют женщин? Есть отвечающий за это ген. Интересуетесь, почему отличаются «национальные характеры» в Восточной Азии, на Западе и в Африке? Мы и для этого нашли гены. Действительно, если верить самым популярным масс-медиа, существует ген, отвечающий практически за любое неравенство и несправедливость в современном обществе.

Генетический детерминизм и его ужасный собрат социал-дарвинизм снова возвращаются. Небольшая, но шумная группа учёных, вооружённая огромными генетическими базами данных и арсеналом статистических методов, собирается выявить генетическую основу всего того, чем мы являемся и что мы делаем.

Связь между генетикой и биологическим детерминизмом почти столь же стара, как сама область исследований. В конце концов, один из самых выдающихся современных институтов генетики, Cold Spring Harbor Laboratory, был создан как евгенический институт, деятельность которого включала «лоббирование евгенического законодательства по ограничению иммиграции и стерилизации дефективных», «просвещение публики по вопросам евгенического здоровья и широкое распространение евгенических идей».

Последняя волна биологического детерминизма продолжает эту давнюю историю, но значительно отличается от прошлой. Мы находимся в начале эры геномики - эры, в которой прогресс в молекулярной биологии позволяет точно измерить мельчайшие генетические различия между людьми. В сочетании с тем, что мы живём в новом «позолоченном веке», когда небольшая глобальная элита имеет доступ к беспрецедентному богатству и власти и ей нужно оправдание этого, созрели условия для опасного возрождения биологического детерминизма.

Сегодня, чтобы секвенировать геном, выявить 6 000 000 000 А, Ц, T, и Г, которые определяют индивидуальную ДНК человека, нужно заплатить 5000 долларов. Скоро цена будет меньше - намного меньше. Нам говорят, что это революционный момент. В скором времени, имея доступ к подробной генетической информации, медицинские работники и генетические консультанты смогут идентифицировать заболевания, к которым мы предрасположены, и помогут предотвратить или минимизировать их влияние посредством «персонализированной медицины».

Научное знание, добытое из этих данных, бесценно. Мы начинаем понимать, как эволюционируют вирусы, генетические мутации, которые приводят к раку и генетическую основу клеточной идентичности. Революция в методах секвенирования позволила изучить молекулярную основу генетической регуляции и идентифицировать новые удивительные факторы, такие как некодирующая РНК и модификации хроматина. Все наши представления о биологии теперь преобразились.

Одним из самых поразительных результатов новых исследований является то, насколько люди оказались на самом деле похожи - мы отличаемся друг от друга только на 0,1% нашей ДНК. Но эти 0,1% генома приводит к различиям, которые мы видим между людьми в таких признаках, как цвет кожи, рост, и предрасположенность к болезни. Важной задачей современной генетики является обнаружение связи конкретного геномного варианта с конкретным признаком или заболеванием. Для её выполнения учёные разрабатывают новые мощные статистические инструменты анализа огромного количества данных последовательностей, собранных из популяций по всему миру.

Связь между генами и наблюдаемыми признаками бесспорна. У высоких родителей, как правило, бывают высокие дети. У темноволосых родителей рождаются темноволосые дети. То, что черты наследуются, стало ясно, после того как Мендель систематизировал свои знаменитые законы наследственности, выведенные из статистических наблюдений над более 29 000 растений гороха. В классической менделевской генетике, отдельные гены, кодирующие отдельные признаки передаются потомству независимо друг от друга. Таким образом, существует чёткое соответствие между генетической информацией, или генотипом и наблюдаемыми признаками, или фенотипом. Один ген (практически локус или генетическая локализация) кодирует один признак и не зависит от других признаков, которыми обладает носитель. Кроме того, экологические факторы оказывают незначительное влияние на большинство менделевских признаков. К известным примерам, которые попадают в эту группу, относятся серповидно-клеточная анемия и кистозный фиброз, которые вызываются мутацией в определённом гене.

Тем не менее, уже сейчас ясно, что простые предположения, лежащие в основе менделевской генетики, не применимы к большинству признаков и болезней. Почти все фенотипические признаки, от роста и цвета глаз до таких заболеваний, как диабет, являются результатом чрезвычайно сложных взаимодействий между несколькими генами (локусами) и окружающей средой. В отличие от менделевской генетики, когда можно легко идентифицировать ген, который кодирует конкретный признак, у многих признаков нет простой связи генотипа с фенотипом.

Сам доступный теперь объём данных о последовательностях ДНК убедил учёных в том, что они могут решить эту проблему. Для этого они разрабатывают новые научные и статистические инструменты, предназначенные для анализа и извлечения генетической информации из данных последовательностей. Целью этих полногеномных исследований ассоциаций (ПИА)1 является создание модели декодирования информации, содержащейся в нашей ДНК, и определение генетической основы сложных признаков и болезней. ПИА сейчас являются одним из основных продуктов современной популяционной генетики. Это нашло отражение в астрономическом увеличении числа опубликованных за последнее десятилетие ПИА, от однозначного числа в 2005 году до более тысячи трёхсот на сегодняшний день. Существуют ПИА по росту, весу при рождении, воспалительному заболеванию кишечника, реакции людей на конкретное лекарство или вакцину, рака, диабета, болезни Паркинсона, и многое другое. На самом деле существует так много ПИА что были созданы специализированные визуализаторы, чтобы помочь учёным визуализировать результаты всех этих исследований.

Учитывая растущую распространённость ПИА, полезно эксплицировать базовую логику, лежащую в основе этих исследований. Центральную роль в ПИА играют понятия фенотипических и генетических вариаций. Фенотипическая изменчивость определяется как изменчивость признака в популяции (например, распределение роста в популяции американских мужчин). Обратите внимание, что для того, чтобы определить фенотипическую изменчивость, мы должны определить популяцию. Это априори выбор, который необходимо сделать, чтобы построить статистическую модель. Выбор популяции часто является основным источником систематической ошибки, когда скрытые социальные предпосылки проникают в ПИА - это особенно верно для исследований, которые пытаются понять генетические вариации через «расовые» группы.

ПИА пытаются статистически объяснить наблюдаемую фенотипическую изменчивость с точки зрения генетической изменчивости в той же популяции. Вот где блистает современная геномика. В то время как в догеномную эру каждый должен быть прилагать большие усилия для того, чтобы оценить генетическую вариативность отдельного локуса, сейчас любой может свериться с готовой публичной базой данных для того, чтобы извлечь из неё сведения о генетических вариантах тысяч индивидов, затрагивающих локусы, расположенные в самых разных местах генома. Большинство ПИА фокусируются на однонуклеотидных полиморфизмах (ОНП): вариации последовательности ДНК, которые находятся в единственном основании в геноме (например, ААГГЦТ против AAГTЦT). Учёные наблюдали около 12 миллионов ОНП в человеческих популяциях. Это число может показаться невероятно большим, но в ДНК человека насчитывается 6 000 000 000 оснований нуклеотидов. Таким образом, только 0,2% из всех оснований ДНК не демонстрируют никаких изменений во всех отобранных человеческих популяциях. Для такого признака как рост, насчитывается около 180 ОНП, о которых известно, что они влияют на изменчивость роста человека.

Целью ПИА является обнаружение связи генотипического разнообразия с фенотипической дисперсией. Это часто выражается в концепции наследуемости, которая стремится разделить фенотипическую дисперсию на генетический и экологический компонент. Грубо говоря, наследуемость определяется как часть фенотипической дисперсии, которую можно отнести к генетической изменчивости. Наследуемость 0 означает, что вся фенотипическая дисперсия определена окружающей средой, тогда как наследуемость 1 означает, что она полностью определена генетикой.

За концепцией наследуемости находится целый мир упрощающих предположений о том, как работает биология, как взаимодействуют гены и окружающая среда, отфильтрованных через усложнённые и бестолковые статистические модели. Наследственность зависит от популяций и сред, выбранных и протестированных экспериментами. Даже чёткое различие между окружающей средой и генами на определённом уровне искусственно. Как указывает Ричард Левонтин:

Сама физическая природа окружающей среды в том, как она соответствует организмам, определяется самими организмами- Бактерия живущая в жидкости не чувствует тяжести, потому что она мала - но её размер определяется её генами, таким образом, генетическое различие между нами и бактериями является определяющим в том, влияют ли на нас силы гравитации.

Всё это говорит о том, что, хотя наследуемость является полезной концепцией, это - абстракция, которая полностью зависит от статистических моделей (со всеми их предположениями и предрассудками), которые мы используем, чтобы определить её.

Наиболее важно для наших целей, даже в случае такого часто наследуемого признака, как рост, то, что окружающая среда может кардинально изменить наблюдаемые признаки. Например, во время гражданской войны в Гватемале, поддерживаемые США эскадроны смерти и военизированные формирования терроризировали коренное сельское население Гватемалы, что привело к широко распространённому недоеданию. Многие беженцы майя бежали в США, спасаясь от насилия. Сравнивая рост гватемальских майя, детей 6-12 лет, с американскими майя того же возраста, исследователи обнаружили, что американские были на 10,24 сантиметров выше, чем их гватемальские сородичи, во многом благодаря питанию и доступу к медицинскому обслуживанию. Для сравнения: ген, о котором известно, что он оказывает большое влияние на рост - ген фактора роста GDF5, связан с изменениями в росте всего от 0,3 до 0,7 сантиметров, и это только для участников исследований европейского происхождения.

Такое драматическое влияние окружающей среды является обычным. Например, наследуемость диабета типа II, с поправкой на возраст и индекс массы тела (ИМТ), как полагают, от 0,5 до 0,75 (чуть меньше, чем у роста, но, как уже говорилось выше, к этому числу нужно отнестись скептически). В настоящее время ПИА способны объяснить лишь около 6% этой наследуемости, но нет локусов (генов) особенно предиктивных в отношении диабета. В отличие от генетики, нездоровый индекс массы тела - простой показатель того, насколько избыточен вес человека - увеличивает шансы развития диабета почти в восемь раз.

Та же история с IQ - главным продуктом генетических исследований «интеллекта». Оставив на минуту в сторону справедливость тестов IQ, исследования показывают долгое и неуклонное увеличение оценки IQ на протяжении двадцатого века (эффект Флинна), указывая на значимость среды, а не генетики в определении IQ.

Источник: 22century.ru

Комментарии: