Сэм Кин - Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде

К 2010 году генетики идентифицировали две тысячи вариантов человеческих генов, которые демонстрировали заслуживавшие внимания признаки; как правило, небольшое различие между этими генами служило признаком того, что имел место «генетический автостоп». И когда ученые определили, чем отличаются эти примечательные варианты от непримечательных, они отыскали случаи, в которых триплет ДНК мутировал и образовывал новую аминокислоту. Это имело смысл: новая аминокислота могла изменить состав белка, и если в результате этого изменения появлялось нечто более жизнеспособное, естественный отбор действительно мог внедрить новую форму в популяцию. Однако когда ученые исследовали прочие регионы, они находили те же знаки перемен в генах со «спящими» мутациями – мутациями, которые из-за избыточности в генетическом коде не сумели изменить аминокислоту. Естественный отбор не смог внедрить эти изменения, потому что мутация оказалась бы незаметной и не принесла бы организмам никакой пользы. Другими словами, многие видимые ДНК-изгибы могут оказаться ложными, искажающими прочие эволюционные процессы.

Это не значит, что ДНК-изгибов не существует; ученые до сих пор верят, что гены переносимости лактозы, структуры волоса и некоторых прочих черт (включающих, по иронии судьбы, и цвет кожи) могли внедриться в различные этнические группы в различных местах вместе с мигрантами, которые столкнулись с разным природным окружением за пределами Африки. Но это могло иметь место лишь в некоторых случаях. Большинство изменений в природе человека протекают медленно, и, возможно, ни одна из этнических групп не «вырывалась вперед» в генетическом тотализаторе, приобретая особенно успешные гены. Любые доказательства обратного – особенно учитывая, как часто якобы научные доводы об этнических группах рассыпались в прах, – должны быть тщательно обработаны. Поскольку, как говорит старая пословица: «Это не то, что мы не знаем, что вызывает неприятности, – это то, что мы знаем, что их не вызывает».

Приобретение новых знаний в области генетики требует не только достижений в понимании того, как работают гены, но и достижений в области вычислительной техники. Закон Мура для компьютеров – гласящий, что мощность микрочипов удваивается примерно каждые два года – соблюдается уже десятилетиями, что объясняет, почему современный электронный собачий ошейник мощнее, чем компьютеры, рассчитывавшие полеты «Аполлонов» на Луну. Но с 1990 года генетические технологии превзошли даже прогнозы Мура. Современный секвенатор ДНК может за 24 часа выдать больше данных, чем весь проект «Геном человека» за десять долгих лет, и технологии становились все удобнее, распространяясь по лабораториям и опытным станциям по всему миру. После убийства Усамы бен Ладена в 2011 году американские военные идентифицировали его – путем сравнения ДНК с образцами, взятыми у родственников – в течение пары часов, в середине океана, в глухую ночь. В то же самое время стоимость секвенирования целого генома устремилась вниз, как тело в свободном полете в вакууме, – от трех триллионов до десяти тысяч долларов, от одного доллара за основание, до примерно трех десятитысячных долей цента. Если в наше время ученые желают изучать отдельный ген, зачастую оказывается дешевле секвенировать целый геном вместо того, чтобы хлопотать над изолированием одного гена и секвенированием лишь части генома.

Конечно, ученым до сих пор приходится анализировать невообразимое количество А, Ц, Г и Т, которые они собирают. Будучи посрамлены результатами проекта «Геном человека», они понимают, что не могут лишь таращиться на поток рядов данных и ожидать озарения, в стиле фильма «Матрица». Им необходимо изучить, как клетки склеивают ДНК, и учесть эпигенетические «примечания», а это гораздо более сложный процесс. Им нужно изучить, как гены работают в группах, и как ДНК упаковывает их в трехмерную конструкцию внутри ядра. Столь же важно для них определить, как культура клеток, являющаяся побочным продуктом ДНК, в свою очередь, влияет на генетическую эволюцию. На самом деле некоторые ученые доказывают, что петля обратной связи между ДНК и культурой не просто повлияла, но и определила эволюцию человека в течение примерно 60 тысяч последних лет. Чтобы справиться со всеми этими задачами, необходимо задействовать очень мощную компьютерную технику. Крейг Вентер потребовал суперкомпьютер, но генетики будущего, возможно, обратят внимание на саму ДНК и исследовательские технологии, основанные на ее блестящих вычислительных мощностях.