Однако мутации в человеческом геноме не ограничиваются однонуклеотидными заменами. Мы являемся носителями гораздо более серьезных аберраций: у одних утрачиваются целые сегменты ДНК, у других какие-то сегменты повторяются два и более раз или оказываются совсем в другой области генома. Важным инструментом охотников за мутациями стал в последние годы метод полногеномного скрининга, или GWAS (Genome Wide Association Studies). Он позволяет выяснить, какие гены связаны с теми или иными заболеваниями или определяют те или иные признаки. Концептуально подход очень прост. Набирают группу добровольцев, страдающих данным недугом или обладающих конкретным признаком, и контрольную группу. И тех, и других тестируют на наличие четырех известных SNP, используя генный чип. Это удивительное устройство размером с почтовую марку вмещает множество коротких кусочков ДНК, беспорядочно колышущихся, как водоросли на дне моря. Современный чип позволяет тестировать от половины до одного миллиона SNP, разбросанных по всем хромосомным ДНК. Информацию загружают в компьютер, и с помощью специальной программы получают полную картину распределения точковых мутаций и их характеристики.
Цель подобных исследований состоит в идентификации одной (или нескольких) однонуклеотидных замен, которые встречаются в геноме больного человека гораздо чаще, чем в геноме здорового. Если такая мутация найдена, ее используют в качестве маркера данного заболевания.
Поскольку известно, где эта мутация локализуется, можно установить, какой ген она затрагивает, а зная частоту ее встречаемости, оценить вероятность развития заболевания. Таким способом мы «просеиваем геном» через мелкое сито, собираем попавшийся материал (гены) и анализируем (секвенируем) его. Выяснив, какую функцию выполняет «выуженный» ген, можно установить патогенез ассоциированного с ним заболевания и попытаться найти способы борьбы с ним.
В 2005 году Роберт Клейн вместе с коллегами из Рокфеллеровского университета сделал очень важное открытие, вызвавшее среди ученых большой интерес: он показал, что возрастная дегенерация сетчатки (макулодистрофия) однозначно связана с однонуклеотидной заменой в гене, продукт которого участвует в регуляции воспалительных процессов. Одним выстрелом Клейн поразил сразу две цели: он не только нашел способ идентификации людей с высоким риском данного заболевания, но и установил тот порог, до которого можно дойти в прояснении его механизма[11].
Два года спустя в Nature были опубликованы результаты двух других, еще более важных исследований подобного рода. В первом случае ученые из Университета Макгилла в Канаде попытались найти генетические корни диабета второго типа, одного из наиболее глубоко затрагивающих качество жизни заболеваний. Протестировав почти четыре сотни SNP, они обнаружили существенные изменения в двух уже хорошо охарактеризованных генах[12]. Второе исследование, проведенное несколько позже английской компанией Wellcome Trust, касалось более широкого круга заболеваний — диабета первого и второго типов, гипертензии, болезни Крона, биполярных психических расстройств. Две сотни исследователей проанализировали данные тестирования 17 тысяч людей, как здоровых, так и больных, и установили генетическую природу еще нескольких патологий[13].
На сегодня выявлено более 400 корреляций между генными вариантами и самыми разными заболеваниями и признаками — от рака предстательной железы и мочекаменной болезни до курчавости волос и совсем уж экзотическими особенностями.
Все это замечательно. Но какая польза от того, что теперь нам известен ген, определяющий уникальную способность улавливать тончайшие запахи или что-то в этом роде?
Может случиться, что с удешевлением процедуры секвенирования, детализацией генных вариантов и дальнейшими корреляционными изысканиями в природе вдруг объявится какой-то новый, обособленный живой организм. Как метко заметил известный американский психолог Стивен Пинкер, «мы вступили в эру потребительской генетики»[14].
«Большой скачок» в этом направлении произошел в 2008 году, когда все, кто пожелал, получили возможность присоединиться к компании Джеймса Уотсона, Крейга Вентера и других знаменитостей, секвенировав свой геном на специально для этого организованном мероприятии. Охваченные желанием стать первыми на рынке «генетических услуг», исландская компания deCODEme и американская 23andMe принялись наперегонки предлагать обывателям за определенную плату расшифровку их персонального генома. Достаточно послать по почте каплю слюны или со-скоб слизистой с внутренней поверхности щеки — и любая из этих компаний проведет тестирование на наличие до миллиона генных маркеров. Ваш генетический профиль можно будет сравнить с результатом нескольких корреляционных исследований более высокого уровня и узнать, с какой вероятностью у вас с возрастом появятся сердечно-сосудистые отклонения, болезнь Альцгеймера, диабет и т. д. Однако выданный результат не будет диагнозом. Он лишь укажет, что ваши шансы заболеть тем-то и тем-то отличаются от среднепопуляционных на столько-то.
Дорогой клиент! Согласно Вашему генетическому профилю, вероятность того, что в какой-то период жизни у Вас разовьется заболевание Х, равна 8,7 %. Это на 25 % выше, чем в среднем по Вашей этнической группе.
С таким прогнозом в руках вы наверняка попытаетесь что-то сделать, дабы предотвратить болезнь. Как те китайские родители, которые посылают своих чад в специальные летние лагеря, где проведут их полное генетическое тестирование, вы можете проанализировать свой геном вдоль и поперек и сделать все, чтобы жить долго и счастливо. А если хотите сэкономить время и деньги и при этом выжать из генетической информации максимум, лучше обратитесь к Интернету — там не только разложат по полочкам ваш геном, но и найдут единомышленников, преследующих те же цели.
По существу, это генетический Facebook. Информация, которая всегда была тайной за семью печатями, теперь доступна всем желающим, и то, что раньше считалось строго конфиденциальным, сегодня нетрудно найти в открытом доступе и провести какие угодно сравнения.
Но пока рынок генетических услуг — это «Дикий Запад». Он очень молод, амбициозен и сулит златые горы, но ориентироваться в нем способны немногие и ситуация изменится лишь через несколько лет. Сегодня он располагает порядка 1500 генетическими тестами, с помощью которых картируются мутации в различных генах, и весь бизнес сосредоточен вокруг них.
Кроме продавцов тестов, есть еще веб-сайты, которые помогают сориентироваться в генетических показателях и найти службы, где вас «возьмут за руку», проведут через опросники и определят круг генетических тестов, оптимальный для ваших нужд. Все точно так, как при выборе тура, телевизора или стиральной машины. Подобно любому бурно развивающемуся рынку, этот ежедневно пополняется новыми товарами и работает круглосуточно семь дней в неделю.
Возможно, Джеймс Уотсон прав и приоритет получат исследования, связанные с медицинской генетикой. Но по мере удешевления генетического тестирования и расширения возможностей биотехнологических компаний будет расти спрос на картирование генов самых обычных признаков. Несомненно, дальнейшее развитие получит генетика поведения, одно из самых противоречивых направлений этой области биологии, которое занимается поисками ответа на вопрос, как малейшие изменения на генетическом уровне отражаются на образе наших мыслей и действий: вопрос, касающийся самых тайных глубин души человеческого существа.
В центре всего этого находится ДНК, в которой подробнейшим образом изложена наша история. Когда-нибудь мы сможем читать ее, сравнивая геномы человека и других видов буква за буквой и прослеживая наше родство с себе подобными и представителями других живых существ.
Глава 2. Зов крови
Не беда появиться на свет в утином гнезде, если ты вылупился из лебединого яйца.
— Извините, фрейлейн, мы с вами случайно не родственники?
Я в недоумении посмотрела на молодого человека за стойкой регистрации. Меня совершенно вымотал перелет из Колд-Спринг-Харбора во Франкфурт, и я только попросила служащего аэропорта, чтобы в самолете, летевшем в Копенгаген, мне дали место у окна. Почему он интересуется моими родственными связями?
— Франк, — пояснил он, указывая на свой бейджик. — У меня тоже фамилия Франк. Эберхард Франк. Я из Померании. Вот я и подумал…
Я смотрела на него и не находила никакого особенного сходства. У нас обоих — светлая кожа и пепельного цвета волосы, как, впрочем, и у большинства жителей стран Северной Европы. Но я никогда не была в Померании и понятия не имею, есть ли у меня там какие-нибудь родственники.
— Не думаю, — как можно мягче ответила я.
Этот эпизод навел меня на мысль, что я почти ничего не знаю о своих предках и никогда особенно этим не интересовалась. Как и у большинства людей, мои познания заканчиваются на третьем поколении: родители, бабушки и дедушки, кто-то из прабабушек и прадедушек — и всё. Хорошо еще, что я застала в живых двух прабабушек и одного прадедушку и сохранила память о них. Остальные умерли еще до моего рождения. Все, что было раньше, покрыто мраком. До того как я стала интересоваться своим геномом, я не ощущала, что родство — а точнее, родство генетическое — имеет какое-то отношение к самоидентификации. Конечно, ближайшие родственники играли важную роль в моей жизни, поскольку между нами существовали тесные (или не очень) личные отношения. Но насколько моя ДНК сходна с ДНК людей, которых я никогда не знала или которые давно умерли, эмоционально меня не затрагивало. «Я — это моя