Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Гершензон пришел к выводу, что «это и позволяет ему распространяться» [370] Гершензон имеет в виду, что распространяется мутантный аллель гена, который приводит к тому, что бóльшая часть потомства является носителями Х-хромосомы. – Прим. науч. ред. .

Сначала открытие Гершензона показалось странным исключением из правил наследственности. Но прошло не так много времени, как ученые стали находить и другие случаи, когда гены подправляли вероятности Менделя в свою пользу [371] Lindholm et al. 2016. . Весь комплект подобных исключений получил название генного драйва. Этот генный драйв настолько силен, что вызывает, можно сказать, эпидемию распространения аллеля гена сквозь поколения, пока он не начнет преобладать в популяции. Сегодня в списке генных драйвов уже много пунктов, причем не только у мух, но и у растений [372] Fishman and Willis 2005. , грибов [373] Grognet et al. 2014. , млекопитающих [374] Didion et al. 2016. и, возможно, даже у людей.

Иногда генный драйв осуществляется с помощью токсинов. Сперматозоид несет ген, кодирующий токсин, который может попадать к другим сперматозоидам. Эти другие сперматозоиды от него гибнут – если только у них нет противоядия, которое кодируется тем же элементом генного драйва. В каких-то случаях ген, подверженный драйву, ждет, пока эмбрионы мужского пола не начнут развиваться, а потом включается и убивает их.

Генный драйв может нарушать закон Менделя и у самок. В процессе своего развития клетка-предшественница яйцеклетки делится на четыре. Одна станет яйцеклеткой, три других – полярными тельцами, для них это репродуктивный тупик. Каждая копия обычного аллеля гена имеет равные шансы попасть как в яйцеклетку, так и в любое из полярных телец. У некоторых аллелей появилась способность управлять этой вероятностью. Они скорее окажутся в яйцеклетке и таким образом передадутся следующим поколениям дочерей.

Существует столь много доказательств мощного генного драйва у эукариот, что логично ожидать того же и у людей. Однако свидетельства такого нарушения законов Менделя у нас очень неоднозначные [375] Huang, Labbe, and Infante-Rivard 2013. . Это неудивительно, потому что генный драйв сложно исследовать на нашем виде. Ученые могут скрещивать мух или грибы, отслеживая каждый шаг в размножении и развитии, чтобы заметить проявление генного драйва. Когда речь идет о человеке, генетики должны стараться извлечь максимум из той информации, которую предоставляют уже произошедшие события.

Самым заметным признаком наличия у людей генного драйва мог бы быть человеческий вариант мушиного наблюдения Гершензона: семьи, в которых рождаются одни дочери. Однако относительно небольшое количество детей в человеческих семействах не позволяет уверенно судить, является ли рождение только дочерей следствием генного драйва. То, что у нас с Грейс две дочери, вовсе не означает отсутствия сыновей, если бы мы родили десятерых детей.

Для поиска генного драйва можно объединить в одно большое исследование тысячи семей – вместо того чтобы рассматривать их по отдельности. Даже если одна семья относительно мала, ее добавляют к множеству других, которое велико настолько, что в нем получится отличить случайность от драйва в передаче генов. Некоторые из таких массивов данных содержат информацию и о генетических маркерах [376] Meyer et al. 2012. . Это позволяет искать определенные маркеры, которые передаются от родителей детям чаще, чем можно было бы ожидать, если основываться только на менделевских принципах.

Поскольку эта концепция существует, ученые активно стараются получить четкое представление о генном драйве у нашего вида. В недавних работах отыскалось несколько перспективных генов [377] Liu et al. 2013. . Но, когда исследователи попытались воспроизвести результаты на другой группе людей, этот эффект не выявился. Может быть, следует подождать, пока мы не получим аккуратные и подробные последовательности ДНК, и лишь потом начать поиск тех признаков, по которым удастся установить, насколько сильно генный драйв бушует среди людей.

Возможно, генный драйв атаковал наших предков, но был преодолен. Он недальновиден в своих победах. Аллель может быстро распространяться по популяции, но по ходу дела подвергать вид значительным рискам. Если аллель убивает сперматозоиды с Y-хромосомой, то в такой популяции будет мало самцов. Все больше самок не вступит в контакт с самцами и умрет, не оставив потомства. Популяция сначала уменьшится, а потом и вовсе исчезнет. Иногда достаточно всего нескольких десятков поколений, чтобы генный драйв довел популяцию до вымирания [378] Unckless and Clark 2015. .