Генетыка будучыні: тэхналогіі ўжо дазваляюць узяць зіготу і генетычна змяніць яе як заўгодна
Няўжо ў будучыні яшчэ да цяжарнасці бацькі будуць ісці ў цэнтр і замаўляць дзіця? «Хачу з блакітнымі вачыма, светлымі валасамі і высокае…»
18.03.2017 / 11:45
Генетыка імкліва развіваецца. Навукоўцы кажуць, што перад імі адкрываюцца магчымасці, якія раней успрымаліся не інакш як фантастычныя і абсалютна нерэальныя. Калісьці здымалі фільмы пра тое, як у грамадстве будучыні людзі адпраўляюцца ў адмысловыя цэнтры выбіраць якасці будучага дзіцяці. Сёння даследчыкі кажуць, што гэта магчыма.
Васіль Панкратаў, навуковы супрацоўнік лабараторыі нехрамасомнай спадчыннасці Інстытута генетыкі і цыталогіі НАН Беларусі. Фота Настассі Роўды
Васіль Панкратаў працуе навуковым супрацоўнікам лабараторыі нехрамасомнай спадчыннасці Інстытута генетыкі і цыталогіі НАН Беларусі. Разам з калегамі ён займаецца папуляцыйнай генетыкай чалавека, вывучае групы людзей. Насельніцтва Мінска, Мінскай вобласці, Беларусі, Усходняй Еўропы, Еўразіі ці ўсяго свету — гэта ўсё папуляцыі.
«Па-першае, нас цікавіць, наколькі генетычна розныя папуляцыі падобныя альбо не падобныя адна да адной. Да прыкладу, да каго генетычна падобныя беларусы: да рускіх, палякаў ці яшчэ да кагосьці. Па-другое, мы хочам зразумець, як генафонд, сукупнасць генетычнага матэрыялу, змяняецца ў часе. Якія фактары на гэта ўплываюць, якія заканамернасці тут ёсць, — тлумачыць спадар Васіль. — Такім чынам мы зможам у пэўнай ступені вывучаць гісторыю. Да прыкладу, як утварылася пэўная этнічная група, як змянялася колькасць людзей у папуляцыі, якія спецыфічныя хваробы былі ёй уласцівыя».
Да каго беларусы падобныя генетычна
Беларусы падобныя да сваіх суседзяў, кажа навуковец. Аднак генафонды ва Усходняй Еўропе да такой ступені перамяшаныя, што сказаць, да каго найбольш, надзвычай складана.
«Калі мне дадуць узор ДНК жыхара Усходняй Еўропы, то максімум, што можна сказаць, — гэта што ён з імавернасцю ў 60 адсоткаў з’яўляецца беларусам і з верагоднасцю ў 40 адсоткаў — рускім. А ў большасці выпадкаў будзе па 25 адсоткаў, што ён паляк, беларус, украінец ці рускі.
Можа быць, дакладна вызначаць этнічнае паходжанне па ДНК стане магчымым у будучыні, калі ў нас будуць значна большыя выбаркі ўзораў, для якіх прааналізавана ўся ДНК, а не толькі асобныя яе фрагменты, і мы зможам заўважыць нават дробныя адрозненні».
Фота pi.tedcdn.com
Раней у Інстытут генетыкі і цыталогіі мог звярнуцца любы ахвотны для таго, каб даведацца, кім былі яго продкі. Аднак цяпер гэтую паслугу прыбралі.
«Справа ў тым, што большасці жыхароў Беларусі пасля такога аналізу скажуць: «Вы тыповы жыхар Беларусі». Альбо яшчэ больш шырока: «Вы тыповы жыхар Усходняй Еўропы, і вашы продкі, хутчэй за ўсё, некалькі тысячагоддзяў жылі на гэтай тэрыторыі». І для большасці гэта будзе не тое, чаго яны чакалі, — даводзіць Васіль Панкратаў. — На маё бачанне, варта рабіць генетычны аналіз на вызначэнне паходжання тады, калі ёсць, да прыкладу, сямейная легенда.
Аднойчы да нас прыйшоў чалавек, які даследаваў архівы, вывучаў сямейную гісторыю, і меў гіпотэзу, што адна з яго прабабуль была марыйкай і паходзіла з Урала. Мы зрабілі аналіз, і вынікі адпавядалі гэтай гіпотэзе. Яго варыянт «жаночай» ДНК, што перадаецца па прамой жаночай лініі, больш характэрны для Сібіры, чым для Беларусі. Гэта яшчэ не доказ, але гэта факт, які адпавядае яго гіпотэзе».
Фота pi.tedcdn.com
Яшчэ год таму Васіль займаўся дысертацыяй і даследаваў генафонд беларускіх татар. Высветлілася, што траціна — варыянты ДНК, якія сустракаюцца цяпер у Сібіры, Манголіі, на Алтаі, у Сярэдняй Азіі. Нягледзячы на тое, што татары працяглы час жывуць на тэрыторыі Беларусі, яны дагэтуль захавалі генетычны след сваіх продкаў. Больш за тое, іх «мацярынская» ДНК, то бок перададзеная ад маці, мае каля 30 адсоткаў супольнага з азіяцкімі папуляцыямі.
«Гэта значыць, што мужчыны-воіны татары, якія прыйшлі на нашы землі, не толькі бралі беларусак у шлюб. Некаторыя з іх прыйшлі са сваімі сем’ямі. Праз больш складаныя аналізы мы бачым, што спачатку былі змяшэнні паміж мігрантамі азіяцкага паходжання і мясцовым насельніцтвам, а праз нейкі час утварыўся пэўны бар’ер, калі яны перасталі змешвацца. Інакш, хутчэй за ўсё, з цягам часу яны сталі б вельмі падобнымі да беларусаў. І гэта адпавядае таму, што мы ведаем: Вітаўт спачатку даў дабро на шлюб паміж татарамі і мясцовымі жанчынамі, а праз нейкі час была ўведзеная забарона на міжканфесійныя шлюбы. Паколькі татары былі мусульманамі, то, адпаведна, не маглі далей брацца шлюбам з мясцовым насельніцтвам. Менавіта за кошт гэтага бар’еру яны і захавалі сваю генетычную ідэнтычнасць», — тлумачыць генетык.
Фота si.wsj.net
Цяпер Васіль займаецца новым праектам, які звязаны не з адборам матэрыялу, а з аналізам назапашанага, прычым не толькі нашай краінай, але і іншымі. Тут фокус даследчыкаў больш шырокі, яны імкнуцца высветліць, наколькі генетычнае мінулае жыхароў Усходняй Еўропы адрозніваецца ад Заходняй.
Навукоўцы спрабуюць працаваць і са старажытнай ДНК, якую можна вылучаць з парэшткаў — тых жа костак ці зубоў.
«Наша краіна кліматычна не вельмі спрыяльная, бо парэшткі лепш захоўваюцца альбо на поўначы, у вечнай мерзлаце, альбо ў пячорах з адпаведным мікракліматам. Тым не менш станоўчыя вынікі ёсць, — запэўнівае Васіль Панкратаў. — У нас ёсць археалагічныя матэрыялы, з якіх атрымалася ўзяць ДНК. Мы зможам сказаць больш канкрэтна, як мяняўся генафонд у часе не праз нейкія матэматычныя аналізы і статыстыкі, а параўнаўшы тое, што маем цяпер, з тым, што было некалькі стагоддзяў ці тысячагоддзяў таму».
Як змяняецца ДНК
Увесь свет вакол нас складаецца з хімічных рэчываў. Яны розныя, таму і прадметы, матэрыялы розныя. ДНК — таксама хімічнае рэчыва, у якога вельмі доўгія малекулы, тлумачыць навуковец. Часта кажуць «ланцуг ДНК», бо гэтыя доўгія малекулы складаюцца з маленькіх «цаглінак». Адна храмасома чалавека можа быць даўжынёй каля двух сантыметраў, што для малекулы вельмі шмат. «Цаглінак» на адну храмасому можа прыходзіцца дзясяткі мільёнаў. Толькі ў адной клетцы чалавечага арганізма ДНК будзе даўжынёй каля двух метраў, а колькасць гэтых блокаў, «цаглінак», будзе дасягаць шасці мільярдаў.
ДНК адказвае за тое, якімі мы ёсць. Не на сто працэнтаў, але ў вялікай ступені, адзначае генетык. Яна вызначае колер вачэй, валасоў, скуры, асаблівасці здароўя, уплывае на псіхічныя рысы і нават схільнасці да пэўнай дзейнасці. Напрыклад, матэматычныя ці лінгвістычныя здольнасці ў некаторай ступені залежаць ад ДНК.
«Калі мы кажам пра змяненне ДНК, выкарыстоўваем слова «мутацыя». Асноўная большасць мутацый, якія адбываюцца ў людзей, ніяк не ўплывае на здароўе ці выгляд. Дарэчы, іх мы выкарыстоўваем для нашых даследаванняў, таму што на іх не ўплывае асяроддзе, у якім жывуць людзі. Канечне, мутацыі бываюць шкодныя, яны адбываюцца ў тых частках ДНК, якія ўсё ж такі за нешта адказваюць. І яшчэ радзей адбываюцца карысныя мутацыі», — кажа спадар Васіль.
Фота cargocollective.com
Тры карысныя мутацыі
Некалькі тысяч гадоў таму ў Еўропе людзі пачалі гадаваць кароў і піць малако, распавядае генетык. Мы добра ведаем, што звычайна сысуны п’юць малако ў дзяцінстве, а потым страчваюць гэтую здольнасць. Пытанне: як людзі навучыліся піць малако? Калісьці ўзнікла мутацыя, якая прывяла да таго, што здольнасць піць малако не знікла з узростам. А далей, у выніку звычайнага натуральнага адбору, тыя, хто мелі гэтую ўласцівасць, з большай імавернасцю выжывалі ў складаных умовах, калі папросту не было чаго есці.
«Мы ведаем, што сярод сучасных людзей не ўсе могуць піць малако, — кажа навуковец. — Большасць еўрапейцаў — можа, а вось большасць азіятаў — не, бо ў іх праз гэта ўзнікаюць праблемы са страўнікам. Можна сказаць, што людзі, які сёння не могуць піць малако, менш эвалюцыйна прасунутыя. У Азіі не было жывёлагадоўлі, пры якой бы атрымлівалі малако, якое б спажывалі ў ежу, таму і гэтая ўласцівасць не была карыснай. Там жа, дзе пачалі вырошчваць кароў і спажываць малако, гэтая прыкмета стала карыснай і распаўсюдзілася на ўсю папуляцыю».
Даследчык прыводзіць і іншы прыклад. Ёсць людзі, генетычна ўстойлівыя да СНІДу. Гэта значыць, што адбылася мутацыя, дзякуючы якой вірус не можа памнажацца ў клетках. Такіх людзей у еўрапейскай папуляцыя каля аднаго працэнта.
«З пункту гледжання класічнай эвалюцыйнай тэорыі мы разумеем чаму. Не так шмат людзей гіне ад СНІДу. Калі б пачалася татальная эпідэмія, тады б гэтая мутацыя была вельмі карысная. Людзі, якія б дзякуючы ёй выжылі, потым перадавалі б яе далей. Усё ж такі сітуацыя са СНІДам у Еўропе не настолькі вострая, таму доля гэтай мутацыі не такая высокая», — даводзіць навуковец.
Ці яшчэ адзін прыклад.
«Калі хтосьці бываў у гарах на вялікіх вышынях, той ведае, што большасці людзей, асабліва тым, хто прызвычаіўся жыць унізе, знаходзіцца там складана. Не хапае кіслароду, цяжка дыхаць, баліць галава, ванітуе. А вось, да прыкладу, тыбетцы жывуць у гарах доўгі час, і высветлілася, што яны прыстасаваныя да гэтых умоў генетычна, — тлумачыць Васіль Панкратаў. — У іх ёсць мутацыі, якія дазваляюць ім жыць і камфортна сябе адчуваць на вялікай вышыні. Калі беларусы паедуць пажыць у Тыбет, то, хоць яны і прыстасуюцца да нізкай канцэнтрацыі кіслароду, але за кошт вялікай колькасці эрытрацытаў у крыві гэта будзе мець наступствы. Бо калі чырвоных клетак шмат, то ўзнікае высокая рызыка таго, што яны захраснуць у сасудах і справакуюць інсульт ці інфаркт».
Генетык адзначае, што мутацыі ўзнікаюць заўсёды. Кожны з нас адрозніваецца ад бацькоў прыкладна на 60 літар. Праўда, гэта 60 літар з шасці мільярдаў.
Генетыка будучыні
Даследчык кажа, што ўжо цяпер беларускія генетыкі, прааналізаваўшы толькі асобныя часткі ДНК, могуць вызначыць, якія лекі могуць нашкодзіць чалавеку. З улікам гэтага можна планаваць лячэнне, прычым не толькі падбіраць правільныя лекі, але і вызначаць правільную дозу.
Ужо цяпер беларускія генетыкі могуць сказаць, ці з’яўляецца чалавек носьбітам пэўных генетычных хвароб.
«Палову генетычнага матэрыялу мы атрымліваем ад маці і палову — ад бацькі. То бок кожны ген, за што б ён ні адказваў, прадстаўлены дзвюма копіямі — ад маці і ад бацькі. Некаторыя людзі атрымліваюць адну нармальную копію, а другую — са шкоднай мутацыяй. Самі яны здаровыя, але з’яўляюцца носьбітамі. І калі два такія чалавекі захочуць дзіця, то яно можа нарадзіцца хворым, — распавядае спадар Васіль. — Часцей за ўсё да нас звяртаюцца людзі, у якіх у кагосьці ў сям’і былі выпадкі генетычнага захворвання. Яны хочуць даведацца, ці ёсць рызыка, што дзіця народзіцца хворым».
Генетык заўважае, што сёння магчыма праводзіць дыягностыку дзіцяці яшчэ да яго нараджэння. Праверыць, ці ёсць у яго генетычныя захворванні, яшчэ калі жанчына цяжарная. Гэта рабілі і раней, але больш складанымі, непрыемнымі і балючымі метадамі. Цяпер жа ў цяжарнай жанчыны бяруць кроў з вены, аддзяляюць ДНК маці ад ДНК дзіцяці і робяць аналіз.
«Далей мы падыходзім да рысы, калі нашы магчымасці сутыкаюцца з пытаннямі этыкі. Напрыклад, мы высветлілі, што і муж, і жонка, з’яўляюцца носьбітамі нейкага захворвання. Яны разумеюць, што з імавернасцю 25 працэнтаў у іх народзіцца хворае дзіця. Тым не менш яны хочуць дзіця, і хочуць, каб яно было здаровым. Цяпер, з дапамогай генетыкі і экстракарпаральнага апладнення, мы можам атрымаць некалькі эмбрыёнаў, кожны з іх праверыць на наяўнасць гэтай хваробы, абраць здаровы і падсадзіць яго ў матку. У выніку жанчына народзіць здаровае дзіця», — распавядае навуковец.
А вось далей пачынаецца навуковая фантастыка, якая, як запэўнівае даследчык, робіцца рэчаіснасцю. Ён прыводзіць у прыклад фільм «Гатака», зняты ў 1997 годзе, у якім распавядаецца пра грамадства будучыні, дзе яшчэ да цяжарнасці бацькі ідуць у цэнтр і замаўляюць дзіця. Кшталту: «Хачу з блакітнымі вачыма, светлымі валасамі і высокае» і далей у тым жа духу.
«Мы пакуль яшчэ не ведаем генетычныя асновы ўсіх прыкмет чалавека, але мы ведаем шмат.
Тэхналогіі ўжо дазваляюць узяць зіготу, адну клетку, з якой далей утвараецца эмбрыён і потым — чалавек, і генетычна змяніць яе амаль што як заўгодна, — сцвярджае Васіль Панкратаў. — Канечне, не зрабіць супермена са сталёвай скурай, але ў межах тых прыкмет, якія сустракаюцца ў людзей, змяніць яго амаль як заўгодна. Можам абраць колер вачэй, валасоў, паўплываць на рост, схільнасці. І ў першую чаргу, можам вызваліць ад хвароб, якія альбо цалкам генетычныя, альбо маюць генетычны складнік.
Пры ўмове, што мы ведаем, які менавіта ген і ў якім кірунку мы хочам змяніць, тэхнічна гэта цалкам магчыма, абмежаванні пераважна этычныя. І я думаю, маё пакаленне сутыкнецца з тым, што трэба будзе вырашаць, ці хочам мы гэтага».