Новая раса мутантов

В начале 1990-х годов автор этих строк присутствовал на конференции стипендиатов Уэлкомовского фонда (Wellcome Foundation) в Лондоне. Он и сам был таким стипендиатом, а другой его соотечественник как раз делал там доклад о мутациях, происшедших у жителей Чернобыля в результате катастрофы на АЭС. Парень собирал образцы крови у населения в районе Припяти, затем грузился в самолет, вез эти сокровища в Лондон, где их и анализировали на предмет изменений в ДНК.

Однажды хищный таможенник в Шереметьево открыл его чемоданчик и обнаружил там сотню-другую ампул. Его коррумпированные глаза увлажнились:

— Это что?!

— Кровь чернобыльских детей, — рассеянно ответил мой коллега и в наступившей звенящей тишине беспрепятственно проследовал в зону вылета.

Эта кинематографичная сцена рисует нам, разумеется, романтическую атмосферу 90-х, но в этой истории нам важно другое. Один из основных британских фондов, спонсирующих медико-биологические исследования, выделил грант для того, чтобы убедиться: чернобыльская катастрофа действительно вызвала увеличение числа мутаций. Парень, кстати, это доказал.

И доказал чуть ли не впервые. Проблема в том, что связь между генетическими мутациями у людей и факторами среды обитания в те годы была всего лишь гипотезой. Как ни странно, очень сложно наблюдать различия в скорости мутирования генов у людей, подвергающихся каким-то злым воздействиям среды. У мышей проще: ввел им слоновью дозу мутагена — и смотри на ужасный результат. А людей так мучить нельзя, у них эту самую мутацию не так легко поймать. Понадобилась одна из самых масштабных экологических катастроф столетия, чтобы увидеть крайне незначительное (хотя и статистически достоверное) превышение числа мутаций над фоном.

Эту историю я не раз высокомерно пересказывал всем невеждам, рассуждающим о том, что «от плохой экологии рождаются мутанты». Это сокровенное обывательское знание, как оказалось, на удивление плохо подкреплено научными фактами. Похоже, даже в весьма жутких условиях среды появление новых вредных мутаций в генах — событие настолько редкое, что даже самая въедливая массовая медицина (не говоря уж о той, что была на постсоветском пространстве в начале 1990-х) не в силах заметить их вклад в здоровье или нездоровье населения.

И разумеется, со строгой научной точки зрения я лукавил. Потому что есть там мутации или нет, а невооруженным глазом видно: в регионах, где плохо с экологией, и народец проживает так себе, слабоватый. И детишки у них похуже качеством, и внучата. А то, что ученые со своими генами-хромосомами да мутациями-фигациями не в силах это объяснить, так это проблема ученых.

Ученые именно так это и восприняли. И поставили вопрос: если скверные условия среды не слишком часто вызывают мутации ДНК, зато очень часто портят здоровье людей, а главное, их потомков, значит, есть что-то еще, кроме мутаций ДНК, что вызывает наследственные проблемы со здоровьем.

Одним из исследователей, занявшихся этой проблемой, был доктор Майкл Скиннер, работавший в Университете штата Вашингтон. В начале 2000-х он вместе со своей коллегой Андреа Капп изучал, как действуют на подопытных мышей пестициды, широко используемые в сельском хозяйстве. Действовали они плохо: вызывали у мышек частичное мужское бесплодие.

Убедившись в этом прискорбном факте, мышек можно было выбрасывать. Однако Андреа то ли по ошибке, то ли по женскому добросердечию оставила уродцев в живых и позволила им кое-как предаться размножению. И тут-то выяснилось, что дети, внуки и правнуки мышей, подвергшихся действию пестицида, сохраняли в себе тот же изъян. Это при том, что вещества, о которых шла речь (метоксихлор и винклозолин, если вам интересно), были сто раз проверены на мутагенность и признаны абсолютно безопасными на уровне генов (то есть не вызывающими никаких мутаций в ДНК).

Эту историю, равно как и последующие головокружительные приключения разума, Скиннер описывает в своем обзоре в Scientific American.

В принципе идея о том, что вредное воздействие каких-то веществ может передаваться по наследству в обход генетических мутаций, довольно революционна, и на бедолагу Скиннера предсказуемо накинулась свора коллег. Нужно было представить какую-то разумную модель, как это все работает. И модель была представлена (правда, многих она не убедила и по сей день).

Эта штука, как полагают Скиннер и его единомышленники, передается не генетически, а ЭПИгенетически. Что это такое? Мы немного об этом писали, но вкратце повторим.

В клетках живых существ ДНК часто бывает размечена особыми химическими метками (например, группами метила или ацетила). Эти метки, в частности, гарантируют, что из клеток ногтя у вас не вырастет ничего, кроме ногтя, чтобы не пугать и не удивлять маникюршу. На протяжении развития организма метки на ДНК иногда стираются или появляются заново — возможно, именно так регулируется формирование разных тканей.

А вот у развивающегося зародыша родительские метки на генах стираются начисто. Именно поэтому считалось, что как бы ни портились они при жизни организма, потомство их ни за что не унаследует.

И вот этот самый предрассудок доктор Скиннер с единомышленниками попытался развеять. Со времен его первых опытов накопилось множество результатов, свидетельствующих, что на некоторых стадиях развития (например, сразу после зачатия и на 6–18-й неделях беременности) эпигенетические метки можно очень здорово испортить некоторыми веществами — да так, что порча передастся потомкам.

За подробностями рекомендуем наведаться по ссылке; упомянем лишь самые любопытные из этих фактов. Показано, что бисфенол А и фталаты — обычные компоненты, используемые при производстве пластмасс, — вызывают у мышей массу наследуемых недугов, в том числе ожирение. Склонность к ожирению у грызунов вызывает и ДДТ — инсектицид, повсеместно использовавшийся, в частности, в США в 1950-х годах. Интригующее засилье жирных людей в Америке спустя три поколения после этого периода пока не удалось связать с конкретным эпигенетическим механизмом, но идея многообещающая.

А с бисфенолом А открылась уж совсем забавная вещь: когда Дженнифер Вольстенхольм из Вирджинии давала его мышам, у них заметно изменилось поведение. Мышки стали тратить меньше времени на исследование своей клетки и гораздо больше — на общение друг с другом. Причем такая безответственная общительность сохранялась минимум пять поколений. Полагают (хоть пока и умозрительно), что эффект связан с поломками эпигенетических систем в генах гормонов вазопрессина и окситоцина, которые как раз определяют подобные особенности поведения (см. также нашу заметку про собак).  

Самое интересное в этой истории то, что дозы бисфенола А, которые вводили мышам, вполне аналогичны тем, что наблюдаются в крови у некоторых беременных американских дам. Этого, конечно, недостаточно, чтобы связать новый паттерн поведения городских американок, описанный в сериале Sex in the City, с наследственным отравлением пластмассами.

Или уже достаточно?

Подводя итоги нашей истории, скажем, что наконец-то у обывателей появились вполне веские основания, чтобы бояться «плохой экологии» на строгой научной основе. Предсказанного в антиутопиях засилья мутантов не будет, но вместо них ожидается пришествие эпимутантов, что звучит даже еще страшнее.

А если чуть серьезнее, то, как выясняется, окружающая среда действительно может менять нас, наших детей и внуков. Причем менять направленным образом (вот и рассуждайте теперь, что эволюция у H. sapiens прекратилась). И менять отнюдь не к лучшему. Вот это вот наследственное ожирение — оно нам зачем? Не слишком ли высокая плата за повышенные урожаи у американских фермеров 1950-х годов?

С другой стороны, кто будет возражать против широкого распространения все более общительных дам?