me

Геном человека — помойка! Давайте в ней покопаемся.

Ух какую жвачку для ума я для вас нашла! Попробую пересказать =) Начнем издалека! Есть у человека такой важный-преважный белок, называется «синцитин». Есть он и у мышей. Этот важный-преважный белок особенно важен на ранней стадии беременности: он участвует в формировании плаценты (как именно — это самое интересное, но об этом позже). У мышей есть два гена, которые отвечают за выработку двух разных синцитинов, А и В. Если разрушить оба гена, такая мышь просто не может родиться, а абортируется на ранней стадии. А что будет, если разрушить только один ген? Этим вопросом заинтересовался Тьери Эйдман и его французские коллеги. Оказалось, вот что: мыши рождаются, но все мышата-мальчики оказываются мелкими. Обычно мыши-самцы имеют более развитую мускулатуру, чем самки, но эти мальчики имели на 20% меньше мышц, чем обычно. То есть были они хилые и немужественные.



Ничего удивительного, сказал себе Тьери: синцитин называется так потому, что необходим для образований «синцитий», то есть слившихся клеток. А при развитии мышц ключевой момент — как раз слияние клеток-миобластов. Нет синцитина — мышцы и не растут. А при чем тут, собственно, вирус? Тут нам придется вернуться на целых 16 лет назад.

Чего только не изучают ученые (да к тому же частенько открывают совсем не то, что изучали). Так произошло и с девушкой со странным китайским именем Ша Ми, работавшей в 2000 году в Кембридже. Перед ней была поставлена задача: исследовать белки, которые производятся в мужских тестикулах, да еще и не просто производятся, а выводятся через мембрану клетки. Девушка довольно легко выделила мРНК, кодирующую один из таких белков, а потом, как тогда было принято у молекулярных биологов, стала искать в хромосоме ген, с которого эта мРНК считывается (такой порядок исследований применялся до того, как ученые начали расшифровывать геном человека, что позволило сразу выделять гены). И вот на седьмой человеческой хромосоме действительно нашелся этот ген. Но сам ген был не человеческий!

Дело в том, что человеческий геном довольно плотно набит остатками вирусов, которые когда-то встроились в него, да так и остались там медленно разлагаться под ударами судьбы. Вирусные остатки в геноме легко узнать: у вируса справа и слева есть характерные перевернутые последовательности, которые нужны ему (пока он жив) для размножения. Когда вирус теряет способность размножаться, отбор перестает действовать на его гены, и они портятся до неузнаваемости. Так было и с этим вирусом... Так, да не совсем: в нем оказался целехонький и работоспособный ген того белка, который пыталась поймать девушка Ша. Этот ген (как выяснила доктор Ми) работал в тестикулах, с которых все началось, но еще мощнее он работал в плаценте во время беременности. И при этом он был как две капли воды похож на обычный вирусный ген, а именно на ген белка вирусной оболочки.

Немного о вирусах:

Если вы знакомы с ретровирусами (например, ВИЧ, что на картинке ниже), то могли слышать, что у них есть три группы генов. Во-первых, pol, или полимеразы: это гены, которые как раз нужны вирусу для размножения. Во-вторых, группо-специфичные антигены (gag): это всякие внутренние белки, которые могут распознаваться нашей иммунной системой. А в-третьих, гены гликопротеидов оболочки (env). Эти зловредные гены кодируют не менее зловредные белки, укрывающие нежные части вируса от гнева иммунной системы человека.



Есть у них и другая функция: они обеспечивают проникновение вирусной хромосомы в клетку. То есть прицепляются к клеточной мембране и выворачивают внутрь клетки смертельно опасное содержимое вирусной частицы. Именно вот этот зловредный ген и оказался цел-целехонек в развалинах древнего вируса на седьмой человеческой хромосоме. Он работал и делал белок. Хотя никаких вирусных частиц поблизости не было и быть не могло.

Значит, он нужен был зачем-то еще. Задумалась Ша Ми вместе со своим научным руководителем и коллегами и нашла ответ (а затем и опубликовала его в Nature). Смотрите: когда зародыш прикрепляется к стенке матки, внешний слой его клеток сливается с клетками маточного эпителия. Понятно? СЛИВАЕТСЯ! То есть для вирусного белка есть работа: раз уж он умеет вскрывать клеточную мембрану и вываливать туда содержимое вирусной частицы, почему бы ему точно так же не соединить две клеточных мембраны? Этот вирусный белок и есть тот самый синцитин, точнее, синцитин-1. Потом другие исследователи нашли на шестой хромосоме еще одну похожую штуку — остаток вируса с активным геном гликопротеина оболочки — и назвали его синцитин-2. Оказалось, что оба эти синцитина играют в нашей судьбе очень важную роль. Между делом нашелся ответ и на вопрос «А при чем тут яйца?» — при созревании сперматозоидов слияние клеток также играет существенную роль.



А вот теперь еще и выяснилось, что синцитин необходим для развития мужской мускулатуры. Для тех, кто любит и ценит в человеке его репродуктивную функцию, повторим еще раз: этот белок необходим а) для мужской плодовитости, б) для эффектной и сексуальной мускулатуры и в) для вынашивания деточек, чтобы не абортировались сразу же. Практически все самое важное, что у нас есть в жизни. И все это — наследие какого-то мерзкого вируса, который наш обезьяноподобный предок подцепил примерно 40 млн лет назад.

Понятно, почему статью Ша Ми без разговоров приняли в лучший научный журнал: ребята впервые продемонстрировали, что человек в ходе эволюции поставил себе на службу даже гены таких кошмарных тварей, как ретровирусы. Этот пример вошел во множество популярных книжек по генетике и эволюции. Если вы принимаете проблемы эволюции близко к сердцу, у вас должен возникнуть один вопрос. Мы с вами (а также корова, кошка, кит и слон) неспроста называемся плацентарными млекопитающими: плацента, которая связывает зародыш с матерью, — главное, что отличает нас от утконоса или крокодила. Наш общий со слоном предок жил минимум 100 млн лет назад. А вот судьбоносное событие — встреча с тем самым ретровирусом — произошло максимум 40 млн лет назад, уже у обезьян. Как же плацентарные жили до тех пор? Как делали свою плаценту? А вот как: синцитины есть и у кошки, и у коровы, и — мы с этого начали — у мышей. Но все это остатки совершенно разных ретровирусов. Более того, у человека нашли еще один остаток вируса, тоже с геном синцитина, только ген этот утратил свою функцию. Зато у макак-резусов тот же самый ген вполне рабочий и позарез нужен им для образования плаценты.

Получается, что наши предки (и предки наших сестер-коров) присваивали себе вирусные гены множество раз. И каждый раз имели возможность выбирать: оставить себе прежний синцитин или приспособить новый, более продвинутый. А что их экономить: этих ретровирусов, вроде ВИЧ, не к ночи будь помянут, вокруг всегда было в изобилии. Если вы недовольны своим синцитином — просто возьмите новый из другого вируса. Старый можете оставить в хозяйстве (как сделали в свое время мы и мыши, заведя себе по два подобных белка) или бросить разлагаться без употребления. Можете даже использовать их раздельно: один, к примеру, преимущественно в тестикулах, другой в плаценте. Или еще где-то, в мозгу или в сердце, где тоже есть сливающиеся клетки — до этого ученые пока не добрались.

Ужас до чего неприглядно выглядит в свете этих фактов эволюция венца творения: превратили свой геном в помойку, брали оттуда что попало, даже не помыв под краном. Отвратительные паразиты, скверные болезни — все шло в дело. А ведь еще есть специфический белок, который на этапе эволюции кромсал наш геном. Картинка вырисовывается зловещая: чтобы хоть как-то выдержать изнурительную борьбу с вирусами, нашим предкам не оставалось ничего другого, кроме как корежить собственный генетический материал. Получается, что не от трудолюбивой обезьяны мы произошли. Мы произошли от больной обезьяны. В схватке с болезнями она наносила своим генам случайные ранения, некоторые из которых наверняка оказались летальными. Но остальные стали материалом для отбора. И, собственно, этот процесс с головокружительной скоростью донес нас в ту точку, где мы сейчас находимся: к позиции разумного царя природы.. О каком вообще «разумном замысле» продолжают бубнить все эти люди?! На этой пессимистичной ноте, думаю, пора закругляться...