Текст книги "Почему люди разные. Научный взгляд на человеческую индивидуальность"

■ ■ ■

Когда в 2017 году Саманта, любимая собачка Барбры Стрейзанд, находилась при смерти, знаменитая певица была безутешна и пыталась избежать потери любимого компаньона. А поскольку финансовое состояние ей это позволяло, она попросила ветеринара взять образцы с кожи живота и щеки Саманты и послала их вместе с чеком на 50 000 долларов техасской компании ViaGen Pets. С помощью технологий, разработанных в Сеульском государственном университете в Южной Корее, ученые ViaGen Pets смогли произвести из этих клеток щенков – генетических клонов Саманты. Сейчас Стрейзанд растит двух этих щенков, которых назвала Мисс Вайолет и Мисс Скарлетт. Но хотя Мисс Вайолет, Мисс Скарлетт и Саманта генетически идентичны, они не совсем одинаковы внешне и по темпераменту. “У них разный характер, – рассказала Стрейзанд. – Я жду, пока они повзрослеют, чтобы узнать, будут ли у них ее карие глаза и серьезность”[63]63
  Streisand, B. (2018, March 2). Barbra Streisand explains: Why I cloned my dog. The New York Times.
  http://www.nytimes.com/2018/03/02/style/barbra-streisand-cloned-her-dog.html.


[Закрыть].

То, что два клонированных щенка Стрейзанд – не точные копии как ее умершей собаки, так и друг друга, совершенно неудивительно. В конце концов, однояйцевые близнецы у людей имеют одинаковую ДНК, но все же, даже когда воспитываются вместе, отличаются и внешне, и характером. Эти различия описываются в руководствах для криминалистов. Хотя общее число завитков в человеческом отпечатке пальца примерно на 90 % наследственное[64]64
  Medland, S. E., Loesch, D. Z., Mdzewski, B., Zhu, G., Montgomery, G. W., & Martin, N. G. (2007). Linkage analysis of a model quantitative trait in humans: Finger ridge count shows significant multivariate linkage to 5q14.1. PLOS Genetics, 3, 1736–1744.


[Закрыть], при изучении рисунка линий и завитков оказывается, что отпечатки пальцев однояйцевых близнецов не совпадают. Более того, запах у них тоже отличается. Хорошо натренированные собаки-ищейки могут легко различить запахи однояйцевых близнецов, даже если те живут в одном доме и едят одинаковую пищу[65]65
  Pinc, L., Bartoš, L., Restová, A., & Kotrba, R. (2011). Dogs discriminate identical twins. PLOS One, 6, 1–4.


[Закрыть]. Это общеизвестно. Генетически идентичные близнецы, выросшие в одной семье, все равно отличаются как физически, так и поведением. Пожалуй, лучшей иллюстрацией служит то, что супруга (супругу) одного однояйцевого близнеца редко привлекает второй. И такое отсутствие влечения взаимно: мало кого из однояйцевых близнецов привлекает партнер брата (сестры)[66]66
  Lykken, D. T. & Tellegen, A. (1993). Is human mating adventitious or the result of lawful choice? A twin study of mate selection. Journal of Personality and Social Psychology, 65, 56–68.
  В этом исследовании, ограниченном гетеросексуальными парами, лишь 7 % женщин и 13 % мужчин сказали, что они влюбились бы в однояйцевого близнеца супруги или супруга. Авторы отмечают, что “именно романтическое влечение обычно определяет окончательный выбор из широкого спектра потенциальных партнеров, и это, в сущности, случайный выбор”.


[Закрыть].

Так почему же однояйцевые близнецы (или собаки), выросшие вместе, не похожи друг на друга в той степени, как должны были бы? Вспомните, что близнецовый метод предполагает три главных фактора, влияющих на характеристики: наследственность, общую и индивидуальную среду. В случае с однояйцевыми близнецами, выросшими вместе, разница в первых двух факторах равна нулю. Значит ли это, что индивидуальная среда отвечает за все различия в признаках? Не совсем. Правда в том, что “индивидуальная среда” – это термин, включающий множество факторов, и некоторые из них мы даже не сочтем “опытом”.

Один из таких важных факторов – неизбежная случайность развития организма, в особенности нервной системы. Это не “опыт” и не “среда”, как мы обычно думаем, – нечто, определяющее индивидуальность снаружи, вроде социального опыта и вирусной инфекции. Скорее, случайность развития свойственна самому организму. Во время развития человеческий мозг производит около 200 млрд нейронов, из которых около сотни миллиардов выживают на раннем этапе жизни. В мозге взрослого каждый из этой выжившей сотни миллиардов нейронов создает примерно 5000 синаптических соединений с другими нейронами. Эти 500 трлн синапсов возникают не случайным образом. Сигналы от сетчатки должны поступить в центры визуальной обработки в мозге, а сигналы от частей мозга, инициирующих движения, должны найти путь к соответствующим мышцам, и т. д. Главная биологическая проблема в том, что человеческий мозг настолько огромен и сложен, что его строение невозможно точно задать последовательностью индивидуальной ДНК[67]67
  Это не останавливает ученых, которым следовало бы воздерживаться от утверждений, что все предопределено геномом. Например, Роберт Пломин, генетик-бихевиорист из Лондонского королевского колледжа, в своей новой книге называет ДНК “предсказательницей судьбы”, которая “на сто процентов надежна”. Возможно, это верно для такого признака, как тип ушной серы, но не относится ко всем поведенческим характеристикам человека, а тем более к структурным характеристикам.
  Plomin, R. (2018). Blueprint: How DNA makes us who we are. Cambridge, MA: MIT Press.


[Закрыть]. Мелкие и случайные изменения в числе, положении, биомеханической активности или движении клеток в развивающейся нервной системе могут со временем привести к существенной разнице в нервных тканях и функциях у однояйцевых близнецов, растущих вместе. Как прекрасно сформулировал нейрогенетик Кевин Митчелл, “если меня или вас сотню раз клонировать, в результате получатся сто новых людей, каждый со своими особенностями”[68]68
  Mitchell, K. J. (2018). Innate: How the wiring of our brains shapes who we are. Princeton, NJ: Princeton University Press.
  Митчелл подчеркивает роль изменчивости в развитии нервной системы, говоря, что даже по одному и тому же рецепту невозможно дважды приготовить одинаковый пирог.


[Закрыть].

Можно предположить, что различия между однояйцевыми близнецами, возникающие за счет индивидуального опыта или случайности развития, влияют на время или картину экспрессии генов в разных клетках организма. Да, иногда это действительно так. Например, один из химических процессов, регулирующих экспрессию гена, – это метилирование ДНК и перенос химических ацетильных групп (C₂H₃O) к белкам гистонам (ацетилирование гистонов). Если сравнить этот процесс у однояйцевых близнецов, мы обнаружим, что близнецы очень похожи на раннем этапе жизни, но по мере взросления у них накапливается все больше эпигенетических различий, приводящих к тому, что профили их генной экспрессии постепенно расходятся[69]69
  Fraga, M. F., et al. (2005). Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 102, 10604–10609.


[Закрыть]. Это звучит настолько убедительно, что возникает соблазн объяснять влияние опыта на индивидуальность исключительно регуляцией экспрессии генов. Но это не так. Есть другие важные аспекты индивидуального опыта, полностью независимые от регулирования экспрессии генов.

■ ■ ■

Как и всех биологов моего поколения, меня учили, что соматические клетки (все клетки тела за исключением яйцеклеток и спермы) генетически идентичны. Таким образом, разница между клетками возникает из-за различных паттернов генной экспрессии, которые определяются в процессе развития и при получении опыта. Именно это делает клетки печени отличающимися от клеток кожи, хотя, предположительно, в обеих имеется одна и та же последовательность ДНК.

До недавнего времени для чтения ДНК нужно было собрать ее очень много: взять кровь или соскоб со щеки и смешать ДНК из множества разных клеток, прежде чем приступить к секвенированию. Однако не так давно стало возможным прочитать всю последовательность ДНК, все 3 млрд нуклеотидов, по единственной клетке, например клетке кожи или нейрону. Обладая такой технологией, Кристофер Уолш и его коллеги из Бостонской детской больницы и Гарвардской медицинской школы изолировали 36 индивидуальных нейронов из здорового мозга трех человек (посмертно) и определили полную генетическую последовательность каждой клетки[70]70
  Lodato, M. A., et al. (2015). Somatic mutation in single human neurons tracks developmental and transcriptional history. Science, 350, 94–98.


[Закрыть]. Оказалось, что нет двух нейронов с совершенно одинаковой последовательностью ДНК. В каждом нейроне в среднем имеется около 1500 мутаций в отдельных нуклеотидах. Полторы тысячи нуклеотидов из 3 млрд всего генома – это совсем немного, но такие мутации могут иметь важные последствия. Например, одна мутация обнаружилась в гене, который управляет созданием белка ионного канала, имеющего ключевое значение для электрической активности нейронов. Если эта мутация присутствовала бы в группе нейронов, а не в одном, она могла бы вызвать эпилепсию. Другая находилась в гене, связанном с более высокой заболеваемостью шизофренией. В этом отношении в мозге нет ничего особенного. Каждая клетка тела аккумулирует мутации, и, таким образом, каждая клетка имеет немного иной геном. Этот феномен называется мозаицизмом, и когда он происходит не в сперме и яйцеклетках, то называется соматическим мозаицизмом. Иногда соматический мозаицизм очевиден. Например, знаменитое родимое пятно на голове Михаила Горбачева – результат спонтанной соматической мутации в единственной исходной клетке, которая при делении образовала группу клеток с увеличенными капиллярами, так и получилось темное пятно на коже.

Жизнь начинается с одной клетки – только что оплодотворенной яйцеклетки с одним образцом генома. Во время развития – и в утробе, и в раннем детстве – клетки делятся снова и снова (рис. 5). Каждая клетка обладает большим потенциалом: одна клетка эмбриона, состоящего из 16 клеток, даст начало множеству разных тканей тела. С течением времени клетки и их потомство становятся более специализированными и могут порождать только клетки кожи или только клетки мозга. В итоге тело состоит из 37 трлн клеток, и все они происходят из единственной оплодотворенной яйцеклетки. Некоторые типы клеток, такие как клетки кожи, делятся всю вашу жизнь, заменяя отмершие. Другие, как большинство нейронов, достигая определенной точки в постнатальной жизни, перестают делиться[71]71
  В то время как большинство нейронов мозга млекопитающего перестают делиться (такие клетки называются постмитотическими), есть две ограниченные зоны мозга, где предшественники нейронов продолжают делиться всю жизнь: зубчатая извилина гиппокампа – структура, задействованная в пространственном обучении и памяти, а также субвентрикулярная зона, которая производит определенные нейроны для обонятельных луковиц. Хотя очевидно, что такой ограниченный нейрогенез происходит у крыс и мышей, пока не ясно, случается ли он и у людей.
  Kuhn, H. G. (2018). Adult hippocampal neurogenesis: A coming-of-age story. Journal of Neuroscience, 38, 10401–10410.


[Закрыть]. Большинство соматических мутаций, изменяющих единственный нуклеотид, случаются в клетке, которая не делится[72]72
  Единичные соматические мутации нуклеотида не происходят совершенно случайно. Они обычно случаются в тех зонах, где ДНК чаще читается (транскрибируется), чтобы запустить синтез белков. Похоже, именно процесс транскрипции делает ДНК более подверженной мутациям. Следует также отметить, что есть и другие пути возникновения соматических мутаций. Один из них включает сегмент ДНК под названием L1-ретротранспозон, который “прыгает” по геному и способен нести разрушения, или, хотя и редко, создать нечто новое и хорошее. Обзор соматического мозаицизма в мозге можно прочитать здесь:
  Paquola, A. C. M., Erwin, J. A., & Gage, F. H. (2017). Insights into the role of somatic mosaicism in the brain. Current Opinion in Systems Biology, 1, 90–94.


[Закрыть]. Мутации, возникающие во время деления, обычно бывают более серьезными и включают потерю, дупликацию или инверсию больших участков хромосом или даже целой хромосомы[73]73
  Когда такие значительные мутации повреждают гены, контролирующие клеточное деление, начинается бурное деление клеток, приводящее к раку. Большинство раковых клеток в опухоли генетически идентичны, то есть произошли от мутации в одной клетке. Не все вызывающие рак мутации происходят случайно. Некоторые – результат вирусной инфекции, например рак шейки матки возникает от вируса папилломы. Другие формы рака запускаются в результате различных воздействий вроде ультрафиолетового облучения (причина многих видов рака кожи), рентгеновского облучения или химических веществ, влияющих на ДНК, таких как определенные компоненты сигаретного дыма.


[Закрыть].

Когда Уолш и его коллеги изучали нейроны одного и того же человека, они иногда находили ту же мутацию в нескольких нейронах. В некоторых случаях эта группа нейронов находилась рядом, в одном отделе мозга. В других случаях они были рассеяны по разным отделам. Такие же мутации, как и в клетках мозга, были обнаружены и в единичных клетках сердца, печени и поджелудочной железы. Скорее всего, эти мутации имели общее происхождение. Поздние мутации обычно концентрируются в соседних клетках и с меньшей вероятностью могут изменить функции организма (если только эти мутации не запускают механизм деления клеток, приводящий к раку). А ранние мутации обнаруживаются в большем числе клеток и в разных частях тела.

У нас еще нет большого массива полностью секвенированных последовательностей ДНК отдельных нейронов человека, а имеющиеся в основном получены в результате вскрытия. Нам известно несколько случаев, когда в результате спонтанных соматических мутаций возникали серьезные неврологические заболевания, такие как увеличение одного полушария мозга (гемимегалэнцефалия)[74]74
  Poduri, A., et al. (2012). Somatic activation of AKT3 causes hemispheric developmental brain malformation. Neuron, 74, 41–48.


[Закрыть]. Почти наверняка часть по сей день неизученных неврологических заболеваний, таких как эпилепсия неизвестного происхождения, возникает в результате спонтанных соматических мутаций, влияющих на электрические функции группы нейронов. Также весьма вероятно, что соматический мозаицизм вносит свой вклад в индивидуальные различия восприятия и личностных характеристик, которые не имеют медицинского значения. Ваша индивидуальность, по меньшей мере отчасти, – это результат игры в кости, которые выбрасываются снова и снова по мере вашего развития, роста и старения. Эти случайные изменения уникальны для вас и не передаются детям, поскольку возникают не в яйцеклетках и сперматозоидах. Это соображение имеет важное терминологическое последствие. Слова “генетический” и “наследственный” часто используют как взаимозаменяемые, но это неверно. Соматические мутации суть генетические изменения, но они не наследуются и не передаются потомству.

Итак, мы состоим из 37 трлн клеток и у каждой свой геном. Такое трудно вообразить. Есть такая пословица: чтобы вырастить ребенка, нужна целая деревня. Однако выходит, что каждый ребенок – сам по себе целая деревня, нет, даже огромный мегаполис из родственных, но генетически уникальных клеток. Но все еще сложнее: иногда мегаполис принимает иммигрантов.

■ ■ ■

В 1953 году, задолго до того, как научились проводить анализ ДНК, в British Medical Journal было опубликовано любопытное исследование[75]75
  Dunsford, I., Bowley, C. C., Hutchison, A. M., Thompson, J. S., Sanger, R., & Race, R. R. (1953). A human blood-group chimera. British Medical Journal, 11, 81.


[Закрыть].

Миссис М., 25-летний донор, сдала первую порцию крови в марте этого года. Кровь, поступившая на лабораторный анализ, выглядела как смесь клеток групп А и 0. При введении сыворотки анти-А невооруженным глазом были видны крупные агглютинаты, но при изучении под микроскопом оказалось, что эти агглютинаты находятся среди большого числа неагглютинированных клеток. Такое случается через некоторое время после переливания крови группы 0 реципиенту с группой А. Однако миссис М. никогда не переливали кровь.

Это была загадка. Откуда в венах миссис М. могли взяться две группы крови? Тщательное воспроизведение результатов показало, что это произошло не в результате загрязнения в лаборатории. Одно возможное объяснение заключается в том, что эта ситуация отражает очень редкое явление, когда одна яйцеклетка оплодотворена двумя разными сперматозоидами и развилась в одного человека. Но такие люди всегда отличаются определенной асимметрией тела, например одно ухо заметно крупнее другого или глаза разного цвета. Миссис М. была вполне симметричной. А потом один врач решил задать важный вопрос. “Когда мы спросили, есть ли у нее близнец, миссис М. удивилась и ответила, что ее брат-близнец умер от пневмонии 25 лет назад в возрасте трех месяцев”.

Объяснение двойной группы крови миссис М. заключается в том, что плацента – не идеальный барьер против переноса клеток. Некоторые клетки ее брата, группы А, оказались в ее организме еще внутриутробно и сохранялись 25 лет. В этом возрасте около трети кровяных клеток миссис М. происходили от ее брата-близнеца. Когда ее кровь проанализировали спустя годы, количество клеток брата постепенно уменьшалось, но они не исчезли окончательно. Вот такое своеобразное бессмертие[76]76
  Martin, A. (2007). “Incongruous juxtapositions”: The chimaera and Mrs. McK. Endeavour, 31, 99–103.


[Закрыть].

Когда смешиваются клетки двух разных людей, это называется химеризмом. Недавние работы показывают, что такое явление широко распространено[77]77
  Химеризм отличается от соматического мозаицизма, при котором разные клетки тела имеют отличающийся геном, но все они происходят от одного организма.


[Закрыть]. В сущности, все мы химеры, потому что клетки легко передаются от матери к зародышу. В некоторых случаях материнские клетки исчезают в детском возрасте, но в других – остаются во многих органах на десятилетия. Если посмотреть в обратном направлении, в организме каждой женщины на поздних стадиях беременности есть клетки эмбриона, которые сохраняются в ее теле и много лет спустя[78]78
  Gammill, H. S., & Nelson, J. L. (2010). Naturally acquired microchimerism. International Journal of Developmental Biology, 54, 531–543.


[Закрыть]. В одном недавнем исследовании тканей, взятых при аутопсии, у 63 % женщин, родивших детей несколько десятилетий назад (их средний возраст был 75 лет), в мозге есть клетки эмбриона[79]79
  Chan, W. F. N., et al. (2012). Male microchemerism in the human female brain. PLOS One, 7, e45592.
  В этом исследовании и в некоторых других химеризм с переносом клеток от эмбриона к матери оценивали через присутствие мужской ДНК в мозге матери. Не потому, что мужские эмбриональные клетки играют особую роль в материнском теле, а просто потому, что их проще обнаружить, ведь в другом случае мужская ДНК не присутствовала бы в организме матери.


[Закрыть]. Стоит отметить, что перенос клеток от эмбриона к матери может происходить даже в случае выкидыша или аборта. Некоторые женщины даже не осознают, что у них был выкидыш на ранних стадиях беременности, но в их организме все равно остаются клетки эмбриона[80]80
  Конечно, это усложняет наше понимание суррогатного материнства, при котором материнские клетки передаются ребенку, а эмбриональные клетки передаются суррогатной матери.


[Закрыть].

Перенос клеток через плаценту – потенциальный источник индивидуальности, но мы очень мало знаем о том, как в организме функционируют несобственные клетки. Клетки эмбриона в мозге матери становятся электрически активными нейронами, включенными в более крупные группы. Но остается неясным, оказывают ли они влияние на ментальные функции и поведение. Мы не знаем, меняют ли клетки эмбриона восприятие женщины и ее опыт. В 1970-х годах, во времена моего взросления, мама одного моего друга любила пить кофе из кружки с надписью “Безумие наследуется: вы получили его от детей”. Может, она была права, но немного не так, как она это себе представляла.

Перенос клеток эмбриона к матери может быть и полезным, и вредным[81]81
  Bianchi, D. W., & Khosrotehrani, K. (2005). Multi-lineage potential of fetal cells in maternal tissue: A legacy in reverse. Journal of Cell Science, 18, 1559–1563.


[Закрыть]. По крайней мере, некоторые эмбриональные клетки, внедряющиеся в организм матери, это стволовые клетки – недифференцированные клетки, которые впоследствии развиваются в клетки любых типов. В некоторых случаях материнская иммунная система атакует эти клетки, и возникает аутоиммунное заболевание, такое как рассеянный склероз, которое может повредить кожу, сердце, легкие и почки матери. У других женщин стволовые клетки эмбриона иногда чудодейственно восстанавливают организм[82]82
  Bianchi, D. W. (2007). Fetomaternal cell trafficking: A story that begins with prenatal diagnosis and may end with stem cell therapy. Journal of Pediatric Surgery, 42, 12–18.


[Закрыть]. В одном исследовании у матери с заболеванием щитовидной железы функции щитовидки внезапно восстановились. Когда сделали биопсию, клетки восстановленной щитовидки оказались мужскими – вероятно, стволовыми клетками, переданными от сына в утробе. В еще одном подобном случае мать неожиданно излечилась от болезни печени, но теперь от регенерировавших клеток печени после прерванной беременности.

■ ■ ■

Мы обсудили несколько путей, с помощью которых опыт (в широком смысле) влияет на индивидуальные признаки. Во-первых, это регуляция генной экспрессии в результате опыта, когда стимулами служат температура, социальное взаимодействие и время года, в которое человек родился. Эта регуляция осуществляется эпигенетически, через факторы транскрипции, метилирование ДНК и модификацию гистонов, определяя, какие гены отключить, а какие включить в разное время в разных клетках. Во-вторых, это соматический мозаицизм, когда в клетках (не яйцеклетках и не сперматозоидах) организма накапливаются случайные мутации, меняющие индивидуальную последовательность ДНК. В-третьих, химеризм, когда в ваш организм попадают клетки другого человека. И наконец, мы обсудили случайность развития тела и мозга от момента зачатия до зрелости – от этого возникают индивидуальные вариации, но это не истинный опыт в том смысле, что это не процесс, который влияет на организм извне.

Важно, что благодаря всем этим механизмам генетически идентичные близнецы могут обладать разными признаками. Даже находясь рядом в утробе, близнецы не имеют идентичную историю случайностей развития, соматических мутаций, опыта и химеризма. И конечно, опыт, развитие и накопленные соматические мутации однояйцевых близнецов продолжают разделять их и после рождения.

■ ■ ■

В последние годы пресса много внимания уделяла феномену, который ученые называют транспоколенческим эпигенетическим наследованием, а в популярных СМИ это представляют так, будто вы можете унаследовать бабушкину травму. Гипотеза заключается в том, что, если ваша бабушка (или дедушка) перенесла какой-то физически или эмоционально травматический опыт, например пандемию гриппа в 1918 году, ее травма может передаваться потомству через эпигенетические изменения (такие как метилирование ДНК или ацетилирование гистонов). Эти изменения могут привести к тому, что потомки будут испытывать последствия травмы (например, тревожность, переедание или высокое кровяное давление), а эпигенетические изменения могут передаться и вам с помощью того же механизма. Уточню, что путь передачи в данном случае считается эпигенетическим (модификация паттернов и времени генной экспрессии), а не генетическими (модификация самой последовательности ДНК, как происходит при мутациях и селекции полезных эволюционных изменений). И такой способ передачи не просто межпоколенческий, от родителя к детям, но и транспоколенческий, то есть существующий как минимум два поколения.

По меньшей мере в 50 научных работах заявляется о существовании транспоколенческой эпигенетической наследственности у людей. Некоторые из наиболее цитируемых – группа исследований из шведского сельского региона Эверкаликс, который в течение многих лет страдал от плохих урожаев и периодически от голода. В этих исследованиях обнаружилось, что внуки из Эверкаликса жили дольше, если их дедушки в детстве пережили голод. Но внучки женщин, которые пережили голод, имели более низкую ожидаемую продолжительность жизни[83]83
  Pembrey, M. E., et al. (2006). Sex-specific, male-line transgenerational responses in humans. European Journal of Human Genetics, 14, 159–166.
  Bygren, L. O., et al. (2014). Changes in paternal grandmother’s early food supply influenced cardiovascular mortality of the female grandchildren. BMC Genetics, 30, 173–195.


[Закрыть]. Авторы пишут: “Мы можем заключить, что у людей существует полоспецифическая транспоколенческая зависимость, наша гипотеза состоит в том, что эта зависимость регулируется половыми хромосомами X и Y”.

Не буду загружать вас деталями, но с сожалением констатирую, что я не могу признать убедительной ни одну работу из 50 с лишним эпидемиологических исследований. Все они страдают от недостаточного размера выборки, плохой статистики (некорректной для множественных сравнений) и выдвигают гипотезу только после получения результата[84]84
  В своем блоге Кевин Митчелл анализирует недостатки этих исследований:
  Mitchell K. (2018, May 29). Grandma’s trauma – a critical appraisal of the evidence for transgenerational epigenetic inheritance in humans [Blog post].
  http://www.wiringthebrain.com/2018/05/grandmas-trauma-critical-appraisal-of.html.
  Mitchell K. (2018, July 22). Calibrating scientific skepticism – a wider look at the field of transgenerational epigenetics [Blog post].
  http://www.wiringthebrain.com/2018/07/calibrating-scientific-skepticism-wider.html.


[Закрыть]. Немногочисленные исследования, которые действительно измеряют эпигенетические маркеры в нескольких поколениях (например, в человеческих сперматозоидах) тоже страдают похожими недостатками.

Чтобы эпигенетическая наследственность в самом деле передавалась через поколения, эпигенетические модификации ДНК вашей бабушки, которые возникли в ее мозге и привели к тревожности, должны передаться и яйцеклеткам, чтобы перейти к следующему поколению. Тогда эти маркеры каким-то образом меняют экспрессию генов в определенных клетках и мозга, и остального организма, чтобы воспроизвести те же поведенческие и соматические черты в следующем поколении. А потом, разумеется, весь процесс должен повториться во второй раз, чтобы эти черты передались вам от матери или отца.

Не существует свидетельств тому, что у человека это происходит. Устоявшийся постулат биологии развития заключается в том, что эпигенетические маркеры в ДНК и гистонах исчезают на очень ранней стадии развития, еще когда любая клетка эмбриона может стать любым типом клеток тела. Недавно было показано, что в геноме мыши есть очень малое число участков, где эпигенетические маркеры стираются не до конца, так что это может служить потенциальным основанием для транспоколенческой эпигенетической наследственности[85]85
  Hackett, J. A., et al. (2013). Germline DNA demethylation dynamics and imprint erasure through 5-hydroxymethylcytosine. Science, 339, 448–452.


[Закрыть]. Существуют и механизмы наследственности, в которых задействована не ДНК, а вмешательство РНК в экспрессию генов, такое случается у растений и червей, но пока что не обнаружено у млекопитающих, тем более у людей[86]86
  Miska, E. A., & Ferguson-Smith, A. C. (2016). Transgenerational inheritance: Models and mechanisms of non-DNA sequence-based inheritance. Science, 354, 59–63.


[Закрыть]. Пока что меня не убедили заявления о транспоколенческой эпигенетической наследственности у людей. Как говорится, “экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств”, а таковые пока что не появились. Однако я не стану заранее отрицать возможность, что такой путь наследственности у людей может быть убедительно продемонстрирован в будущем.

■ ■ ■

Природа любит индивидуальность, даже когда пытается ее уничтожить. Это показали Бенджамин де Биворт и его коллеги из Гарвардского университета, когда взяли генетически идентичных мух-дрозофил и вырастили их в максимально одинаковых условиях. Потом каждую муху поместили в лабиринт в форме буквы Y и записали их поведение на видео[87]87
  Buchanan, S. M., Kain, J. S., & de Bivort, B. L. (2015). Neuronal control of locomotor handedness in Drosophila. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, 112, 6700–6705.


[Закрыть]. Некоторые мухи предпочитали поворачивать налево, а другие – направо. В среднем левшей и правшей было почти поровну. Они были именно правшами и левшами: одни день за днем поворачивали направо, другие – налево. И дело не в запахах, потому что мутантные мухи, лишенные обоняния, тоже делились на правшей и левшей. Когда ученые выращивали мух-правшей вместе, их потомство имело равную долю правшей и левшей. То же касалось и пар мух-левшей. Эти результаты показывают, что предпочтения поворачивать направо или налево не наследуются[88]88
  Это не просто фокус мухи-дрозофилы. Изменчивость поведенческих решений характерна и для гороховой тли, когда речь идет о том, чтобы упасть с ветки или цепляться за нее при встрече с потенциальным хищником.
  Schuett, W., et al. (2011). “Personality” variation in a clonal insect: The pea aphid Acryrthosiphon pisum. Developmental Psychobiology, 53, 631–640.


[Закрыть].

Потом ученые исследовали несколько других линий мух, каждая линия генетически идентична, но сами линии с разной генетикой. Во всех линиях было почти одинаковое количество правшей – 50 %. Но у некоторых линий оказалось большое число особей с экстремальными предпочтениями – они почти всегда поворачивали либо направо, либо налево. Это значит, что хотя склонность особи поворачивать налево или направо не наследуется, но общее количество вариаций в популяции определяется генами. То есть гены мух не определяют, правша она будет или левша, но влияют на ее решительность (точнее, чтобы избавиться от антропоморфизма, назовем это упрямством). Муха становится правшой или левшой случайно, но, как только этот признак закрепился, генетика влияет на то, насколько часто она будет придерживаться такого выбора.

Это важно, поскольку предполагает, что индивидуальные различия в поведении – сами по себе результат естественного отбора. Гены, управляющие широким спектром индивидуальных поведенческих особенностей, могут естественным способом обеспечить выживаемость популяции в случае какого-либо катастрофического события[89]89
  Этот процесс называется биологическим хеджированием ставок.
  Honneger, K., & de Bivort, B. (2018). Stochasticity, individuality and behavior. Current Biology, 28, R1 – R5.


[Закрыть]. Скажем, если левши-экстремалы или любители тени переживут какое-нибудь резкое изменение окружающей среды, группа не вымрет полностью, и горстка таких чудиков выживет и размножится.