Общество
КАЖДЫЙ РЕБЕНОК МОЖЕТ ПОЛУЧИТЬ ПАСПОРТ. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ
25 июня
XXI век - век генетики. С его началом совпало такое знаменательное событие в истории этой науки, как полная расшифровка генома человека. Это произошло в 2002 году, спустя 50 лет со дня открытия двойной спирали молекул наследственности человека (ДНК). Теперь мы знаем почти наверняка, что у человека не миллионы генов, а всего 32-33 тысячи и от них зависит наше развитие от половой клетки до взрослой формы.
В каждой клетке сидит эта молекула, которая несет наследственную информацию, хоть и в немного измененном виде, о развитии всего организма, и не только конкретного человека, но и предков, живших за несколько тысячелетий до его появления. Прочтение ДНК, длина которой составляет ни много ни мало 1,7 м, совершило революцию не только в медицине, но и в биологии, палеоантропологии. О том, что может современная генетика и чего с ее помощью мы достигнем в будущем, рассказывает член-корреспондент РАМН, профессор, главный специалист по медицинской генетике комитета по здравоохранению, руководитель лаборатории пренатальной диагностики НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта Владислав Баранов.
- Владислав Сергеевич, говорят, что прочтение генома человека изменило взгляд на историю возникновения человека. Не значит ли это, что теория Дарвина подверглась сомнению?
- Никаких аргументов против теории Дарвина не обнаружено. Но стало понятно, что эволюция организмов - это и есть эволюция их геномов, ведь именно в них заложена вся наследственная информация об организме, а соответственно, о видах и их образовании. В результате применения методов молекулярной биологии и сложных математических расчетов было доказано почти наверняка, что все человечество произошло от одной женщины, которая жила в центральной Африке предположительно 200 тысяч лет назад. Ученые назвали ее Ева, а племя, с которого начиналось человечество, насчитывало около 10 тысяч особей. Все остальные мужчины и женщины этого племени по тем или иным причинам не оставили потомства, поэтому примерно через полторы тысячи поколений те, что дожили до момента расселения первого человека по континентам, были потомками одной женщины. Как определили? У женщины есть совершенно четкий маркер, который передается по материнской линии, и по нему легко вычислить, от какой женщины произошла женщина. Кроме того, оказалось, что неандертальцы, которых считали предшественниками современных людей, не имеют к нам отношения. Это была тупиковая ветвь, которая какое-то время жила параллельно с человеком, но, скорее всего, она просто вымерла еще до нашего исторического периода.
Благодаря геному удалось пролить свет на происхождение человека. Довольно четко подсчитано, сколько миллионов лет назад мы отсоединились от нашего общего с обезьянами предка. Существовала определенная ветвь, от которой раньше всего отделился орангутанг, он сильнее всех отличается от человека по генам. Потом было отделение гориллы, потом шимпанзе, потом - человека. Поражает удивительное генетическое сходство человека с шимпанзе: около 99 процентов генов у нас идентичны.
Генетика отвечает на вопросы: "Как шло расселение человека по планете?", "Как возникли расы?", "Как внутри рас произошли нации?" В этом смысле очень плодотворным оказался союз между лингвистикой и генетикой.
Затем, когда проводили сравнительные геномные исследования, оказалось, что действительно все люди братья. Они генетически так близки, что даже не подозревают, что отличия друг от друга на уровне ДНК всего 0,1 процента!
- Остались ли в геноме не раскрытые тайны или он изучен досконально?
- Охарактеризованы и детально изучены порядка 1,5 тысячи генов практически всех частых наследственных болезней. Идентифицированы и выделены в чистом виде еще около 4 тысяч генов: имеется в виду, что их можно "держать" вне организма, с ними можно работать, вносить, переносить в другие клетки (это и называется биотехнологией, или генной инженерией). А на хромосомах человека, которые являются вместилищем генов, сейчас картировано порядка 20 тысяч генов. Осталось совсем немного неизвестных, в основном все расшифровано, вопрос уже решенный. Параллельно с исследованиями человека проводилась расшифровка геномов у лабораторных мышей, крыс, любимой мухи генетиков - дрозофилы, сотен бактерий и дрожжей, некоторых растений (ржи, риса), на подходе расшифровки геномов многих других животных.
- Мы сейчас часто слышим о генетически обусловленных заболеваниях. Что это значит?
- Благодаря методам молекулярной биологии появилась возможность диагностики всех наследственных болезней. Среди них есть такие, которые на 100 процентов связаны с мутациями в определенных генах. Если отдельный ген поломан, возникает фенилкетонурия, муковисцилоз, гемофилия, еще 4 тысячи других заболеваний. Но, как известно, на их долю приходится всего несколько процентов в статистике смертности. В основном люди умирают от сердечно-сосудистых заболеваний, онкологии, диабета, атеросклероза, инфекционных болезней. И в их основе тоже лежат наследственные факторы - это то, чем мы сейчас занимаемся. Чтобы это понять, надо обратить внимание на то, что вся жизнь - это взаимодействие двух факторов: с одной стороны, экология, с другой - геном. Оно в конечном счете предопределяет состояние организма. И любое заболевание есть результат нарушения взаимодействия между геномом и внешней средой. Эти изменения в геноме могут быть изначальными, тогда мы говорим о наследственных болезнях. А может быть - геном нормальный, но экология такова, что он ломается. Однако чаще всего возникает промежуточная ситуация: человек живет в нормальных условиях, не болеет, но стоит чуть-чуть измениться этим условиям, прежде всего питания, температурного режима, физических и психических нагрузок, то есть стоит предъявить организму какие-то повышенные требования, то тут же проявляется какое-то изначально слабое звено в геноме. И всякое заболевание, которое к 40 годам проявляется у каждого, - результат проявления слабого звена. Поэтому мы говорим о том, что в какой-то семье из поколения в поколение страдают заболеваниями почек, а в другой умирают от сердечно-сосудистых заболеваний... Такие болезни называют мультифакториальными, так как они представляют собой итог взаимодействия генома и внешней среды. То есть геном каждого из нас предрасположен от рождения, даже от зачатия к тем или иным заболеваниям.
Что касается инфекционного агента, ситуация та же - одни при попадании его в организм заболевают, другие - нет. Почему возникло деление людей по группам крови? Считается, что оно связано с устойчивостью людей к какому-то серьезному заболеванию. Например, половину человечества выкосила оспа, а половина все-таки осталась. Оказалось, что по каким-то причинам больше шансов выжить имели те, у кого II группа крови.
- В развитии онкологических заболеваний теперь тоже обвиняют гены...
- Это действительно так. В биохимической интерпретации геном представляет собой дезоксирибонуклеиновую кислоту - ДНК. Рак - это болезнь генома: причиной могут быть либо мутации, либо функциональные изменения генома, из-за которых начинается постепенный выход клетки из-под контроля организма. При этом она приобретает автономию в своей жизни и развитии. То есть раковые клетки - это клетки, которые перестают подчиняться общим командам. Чтобы они вышли из повиновения, запускается целая серия механизмов, а первичным толчком могут стать внешние факторы, в частности, вирусы, которые включаются в геном рядом с теми генами, которые контролируют размножение клеток и "выводят" процесс размножения из той системы, где в норме клетки должны знать, когда им надо размножаться, а когда остановиться. На клетку оказывают воздействие повреждающие вещества (химические, физические, все виды излучения), которые могут вызвать мутации, поломки ДНК; накапливаясь, они тоже отказываются повиноваться... Доказано, что есть врожденные раки, когда в семье из поколения в поколение передаются мутантные гены, которые в разном возрасте могут активироваться и приводят к опухолям. Существуют 12-15 процентов так называемых злобных семейных раков молочной железы и яичников, при которых, известно, мутации происходят в одном и том же гене. Коварство их в том, что они могут не проявляться до 45-50 лет.
- Давно существует предположение, что психические заболевания передаются по наследству...
- Да, практически для всех психических заболеваний доказана важная роль наследственности. На прошлой неделе в Москве проходил Третий съезд генетиков и селекционеров имени Вавилова. Один из докладов на нем был посвящен поиску генов шизофрении. Он сделан нашим замечательным ученым Евгением Рогаевым (ему принадлежит открытие генов болезни Альцгеймера), близко подошедшему к тому, чтобы идентифицировать этот ген. Ясно, что шизофрения не моногенное заболевание, в нем повинны несколько различных генов, но один из них они обнаружили.
- Можно ли заранее узнать о наследственной предрасположенности и, что называется, "подстелить соломку"?
- В нашей лаборатории пренатальной диагностики мы занимаемся наследственной предрасположенностью вплотную и являемся в этой области признанными авторитетами. Исследования в этой области мы начали первыми в России в конце прошлого века и стали авторами методов пренатальной диагностики таких наследственных заболеваний, приводящих к инвалидности, как гемофилия, болезнь Дауна, миодистрофия Дюшеина, фенилкетонурия... За время практического применения этой диагностики нам удалось выявить и предотвратить рождение 510 детей с тяжелыми и зачастую смертельными наследственными заболеваниями.
Но что я считаю еще более важным в нашей работе - это генетическое тестирование в рамках предиктивной (предсказательной) медицины - мы, кстати, стали авторами этого термина. В результате проведенных исследований накапливаются генетические данные о геноме конкретного человека или целых семей, формируя так называемые базы ДНК-данных, которые и являются "генетическим паспортом". Согласно рекомендациям ВОЗ, задуматься о создании собственного "генетического паспорта" человек должен добровольно, то есть в сознательном возрасте. Но мы считаем, что в этом случае необходимую генетическую информацию он получает слишком поздно, и пользы от нее немного. А для здоровья ребенка, гармоничного формирования его личности, рационального питания и даже для профориентации составление такого паспорта очень важно в раннем возрасте. Ведь информация, содержащаяся в этом уникальном документе, должна помочь избежать проблем, связанных с индивидуальными особенностями собственного генома, то есть своей наследственности. Популярной стала и идея создания генетических паспортов для будущих супругов, спортсменов-профессионалов, вообще взрослых людей, заинтересованных в получении сведений о своем геноме. И уж безусловно большое значение имеет этот документ для беременной женщины. Конечно, настоящую пользу генетический паспорт принесет, если тестирование завершится квалифицированной консультацией специалиста по медицинской генетике и семейного врача. Когда выявлена наследственная предрасположенность к тому или иному заболеванию, особенно важно разработать комплекс лечебно-профилактических мероприятий и рекомендаций для пациента и его врача, чтобы предотвратить развитие заболевания. В плане профилактики наиболее частых и тяжелых недугов задача современной медицинской генетики - помочь человеку жить в гармонии со своими генами.
Я думаю, что генетический паспорт в ближайшем будущем станет явной необходимостью, а генетическое тестирование - обыденным и популярным исследованием, как лабораторные анализы по определению группы крови или резус-фактора.
- Но пока генетика - дорогая наука, исследования дороги?
- Не дороже, чем многие другие современные методики исследований, за исключением геномной дактилоскопии (идентификации личности), она действительно недешева. Этот тест совершил переворот в судебно-медицинских делах, в криминалистике - по волосу можно идентифицировать личность человека. С его помощью можно ответить на вопросы, возникающие при установлении отцовства с точностью до 99,999... процента.
Ирина БАГЛИКОВА
В каждой клетке сидит эта молекула, которая несет наследственную информацию, хоть и в немного измененном виде, о развитии всего организма, и не только конкретного человека, но и предков, живших за несколько тысячелетий до его появления. Прочтение ДНК, длина которой составляет ни много ни мало 1,7 м, совершило революцию не только в медицине, но и в биологии, палеоантропологии. О том, что может современная генетика и чего с ее помощью мы достигнем в будущем, рассказывает член-корреспондент РАМН, профессор, главный специалист по медицинской генетике комитета по здравоохранению, руководитель лаборатории пренатальной диагностики НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта Владислав Баранов.
- Владислав Сергеевич, говорят, что прочтение генома человека изменило взгляд на историю возникновения человека. Не значит ли это, что теория Дарвина подверглась сомнению?
- Никаких аргументов против теории Дарвина не обнаружено. Но стало понятно, что эволюция организмов - это и есть эволюция их геномов, ведь именно в них заложена вся наследственная информация об организме, а соответственно, о видах и их образовании. В результате применения методов молекулярной биологии и сложных математических расчетов было доказано почти наверняка, что все человечество произошло от одной женщины, которая жила в центральной Африке предположительно 200 тысяч лет назад. Ученые назвали ее Ева, а племя, с которого начиналось человечество, насчитывало около 10 тысяч особей. Все остальные мужчины и женщины этого племени по тем или иным причинам не оставили потомства, поэтому примерно через полторы тысячи поколений те, что дожили до момента расселения первого человека по континентам, были потомками одной женщины. Как определили? У женщины есть совершенно четкий маркер, который передается по материнской линии, и по нему легко вычислить, от какой женщины произошла женщина. Кроме того, оказалось, что неандертальцы, которых считали предшественниками современных людей, не имеют к нам отношения. Это была тупиковая ветвь, которая какое-то время жила параллельно с человеком, но, скорее всего, она просто вымерла еще до нашего исторического периода.
Благодаря геному удалось пролить свет на происхождение человека. Довольно четко подсчитано, сколько миллионов лет назад мы отсоединились от нашего общего с обезьянами предка. Существовала определенная ветвь, от которой раньше всего отделился орангутанг, он сильнее всех отличается от человека по генам. Потом было отделение гориллы, потом шимпанзе, потом - человека. Поражает удивительное генетическое сходство человека с шимпанзе: около 99 процентов генов у нас идентичны.
Генетика отвечает на вопросы: "Как шло расселение человека по планете?", "Как возникли расы?", "Как внутри рас произошли нации?" В этом смысле очень плодотворным оказался союз между лингвистикой и генетикой.
Затем, когда проводили сравнительные геномные исследования, оказалось, что действительно все люди братья. Они генетически так близки, что даже не подозревают, что отличия друг от друга на уровне ДНК всего 0,1 процента!
- Остались ли в геноме не раскрытые тайны или он изучен досконально?
- Охарактеризованы и детально изучены порядка 1,5 тысячи генов практически всех частых наследственных болезней. Идентифицированы и выделены в чистом виде еще около 4 тысяч генов: имеется в виду, что их можно "держать" вне организма, с ними можно работать, вносить, переносить в другие клетки (это и называется биотехнологией, или генной инженерией). А на хромосомах человека, которые являются вместилищем генов, сейчас картировано порядка 20 тысяч генов. Осталось совсем немного неизвестных, в основном все расшифровано, вопрос уже решенный. Параллельно с исследованиями человека проводилась расшифровка геномов у лабораторных мышей, крыс, любимой мухи генетиков - дрозофилы, сотен бактерий и дрожжей, некоторых растений (ржи, риса), на подходе расшифровки геномов многих других животных.
- Мы сейчас часто слышим о генетически обусловленных заболеваниях. Что это значит?
- Благодаря методам молекулярной биологии появилась возможность диагностики всех наследственных болезней. Среди них есть такие, которые на 100 процентов связаны с мутациями в определенных генах. Если отдельный ген поломан, возникает фенилкетонурия, муковисцилоз, гемофилия, еще 4 тысячи других заболеваний. Но, как известно, на их долю приходится всего несколько процентов в статистике смертности. В основном люди умирают от сердечно-сосудистых заболеваний, онкологии, диабета, атеросклероза, инфекционных болезней. И в их основе тоже лежат наследственные факторы - это то, чем мы сейчас занимаемся. Чтобы это понять, надо обратить внимание на то, что вся жизнь - это взаимодействие двух факторов: с одной стороны, экология, с другой - геном. Оно в конечном счете предопределяет состояние организма. И любое заболевание есть результат нарушения взаимодействия между геномом и внешней средой. Эти изменения в геноме могут быть изначальными, тогда мы говорим о наследственных болезнях. А может быть - геном нормальный, но экология такова, что он ломается. Однако чаще всего возникает промежуточная ситуация: человек живет в нормальных условиях, не болеет, но стоит чуть-чуть измениться этим условиям, прежде всего питания, температурного режима, физических и психических нагрузок, то есть стоит предъявить организму какие-то повышенные требования, то тут же проявляется какое-то изначально слабое звено в геноме. И всякое заболевание, которое к 40 годам проявляется у каждого, - результат проявления слабого звена. Поэтому мы говорим о том, что в какой-то семье из поколения в поколение страдают заболеваниями почек, а в другой умирают от сердечно-сосудистых заболеваний... Такие болезни называют мультифакториальными, так как они представляют собой итог взаимодействия генома и внешней среды. То есть геном каждого из нас предрасположен от рождения, даже от зачатия к тем или иным заболеваниям.
Что касается инфекционного агента, ситуация та же - одни при попадании его в организм заболевают, другие - нет. Почему возникло деление людей по группам крови? Считается, что оно связано с устойчивостью людей к какому-то серьезному заболеванию. Например, половину человечества выкосила оспа, а половина все-таки осталась. Оказалось, что по каким-то причинам больше шансов выжить имели те, у кого II группа крови.
- В развитии онкологических заболеваний теперь тоже обвиняют гены...
- Это действительно так. В биохимической интерпретации геном представляет собой дезоксирибонуклеиновую кислоту - ДНК. Рак - это болезнь генома: причиной могут быть либо мутации, либо функциональные изменения генома, из-за которых начинается постепенный выход клетки из-под контроля организма. При этом она приобретает автономию в своей жизни и развитии. То есть раковые клетки - это клетки, которые перестают подчиняться общим командам. Чтобы они вышли из повиновения, запускается целая серия механизмов, а первичным толчком могут стать внешние факторы, в частности, вирусы, которые включаются в геном рядом с теми генами, которые контролируют размножение клеток и "выводят" процесс размножения из той системы, где в норме клетки должны знать, когда им надо размножаться, а когда остановиться. На клетку оказывают воздействие повреждающие вещества (химические, физические, все виды излучения), которые могут вызвать мутации, поломки ДНК; накапливаясь, они тоже отказываются повиноваться... Доказано, что есть врожденные раки, когда в семье из поколения в поколение передаются мутантные гены, которые в разном возрасте могут активироваться и приводят к опухолям. Существуют 12-15 процентов так называемых злобных семейных раков молочной железы и яичников, при которых, известно, мутации происходят в одном и том же гене. Коварство их в том, что они могут не проявляться до 45-50 лет.
- Давно существует предположение, что психические заболевания передаются по наследству...
- Да, практически для всех психических заболеваний доказана важная роль наследственности. На прошлой неделе в Москве проходил Третий съезд генетиков и селекционеров имени Вавилова. Один из докладов на нем был посвящен поиску генов шизофрении. Он сделан нашим замечательным ученым Евгением Рогаевым (ему принадлежит открытие генов болезни Альцгеймера), близко подошедшему к тому, чтобы идентифицировать этот ген. Ясно, что шизофрения не моногенное заболевание, в нем повинны несколько различных генов, но один из них они обнаружили.
- Можно ли заранее узнать о наследственной предрасположенности и, что называется, "подстелить соломку"?
- В нашей лаборатории пренатальной диагностики мы занимаемся наследственной предрасположенностью вплотную и являемся в этой области признанными авторитетами. Исследования в этой области мы начали первыми в России в конце прошлого века и стали авторами методов пренатальной диагностики таких наследственных заболеваний, приводящих к инвалидности, как гемофилия, болезнь Дауна, миодистрофия Дюшеина, фенилкетонурия... За время практического применения этой диагностики нам удалось выявить и предотвратить рождение 510 детей с тяжелыми и зачастую смертельными наследственными заболеваниями.
Но что я считаю еще более важным в нашей работе - это генетическое тестирование в рамках предиктивной (предсказательной) медицины - мы, кстати, стали авторами этого термина. В результате проведенных исследований накапливаются генетические данные о геноме конкретного человека или целых семей, формируя так называемые базы ДНК-данных, которые и являются "генетическим паспортом". Согласно рекомендациям ВОЗ, задуматься о создании собственного "генетического паспорта" человек должен добровольно, то есть в сознательном возрасте. Но мы считаем, что в этом случае необходимую генетическую информацию он получает слишком поздно, и пользы от нее немного. А для здоровья ребенка, гармоничного формирования его личности, рационального питания и даже для профориентации составление такого паспорта очень важно в раннем возрасте. Ведь информация, содержащаяся в этом уникальном документе, должна помочь избежать проблем, связанных с индивидуальными особенностями собственного генома, то есть своей наследственности. Популярной стала и идея создания генетических паспортов для будущих супругов, спортсменов-профессионалов, вообще взрослых людей, заинтересованных в получении сведений о своем геноме. И уж безусловно большое значение имеет этот документ для беременной женщины. Конечно, настоящую пользу генетический паспорт принесет, если тестирование завершится квалифицированной консультацией специалиста по медицинской генетике и семейного врача. Когда выявлена наследственная предрасположенность к тому или иному заболеванию, особенно важно разработать комплекс лечебно-профилактических мероприятий и рекомендаций для пациента и его врача, чтобы предотвратить развитие заболевания. В плане профилактики наиболее частых и тяжелых недугов задача современной медицинской генетики - помочь человеку жить в гармонии со своими генами.
Я думаю, что генетический паспорт в ближайшем будущем станет явной необходимостью, а генетическое тестирование - обыденным и популярным исследованием, как лабораторные анализы по определению группы крови или резус-фактора.
- Но пока генетика - дорогая наука, исследования дороги?
- Не дороже, чем многие другие современные методики исследований, за исключением геномной дактилоскопии (идентификации личности), она действительно недешева. Этот тест совершил переворот в судебно-медицинских делах, в криминалистике - по волосу можно идентифицировать личность человека. С его помощью можно ответить на вопросы, возникающие при установлении отцовства с точностью до 99,999... процента.
Ирина БАГЛИКОВА
