Шарон Моалем - А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания

Младенцы рождаются с очень небольшим количеством антител, и их иммунной системе приходится работать в ускоренном режиме.

Это одна из причин, по которым грудное молоко так полезно для новорожденных – оно содержит в себе некоторые материнские антитела, выступающие в роли временной пассивной вакцинации против инфекций до тех пор, пока иммунная система малыша еще набирает обороты. Сегодня ученые только начинают понимать, какую роль играют транспозируемые генетические элементы – прыгающие гены в жизни человека и эволюции, и насколько она важна [122]. По данным исследований, целая четверть всех активных – участвующих в процессе кодирования – генов человека несут в себе ДНК прыгающих генов.

Джеф Буке, профессор молекулярной биологии и генетики в Школе медицины Джона Хопкинса, предположил, что прыгающие гены участвовали в изменении генома гораздо активнее, чем считалось ранее [123]. Эти изменения, вероятно, чаще всего оказывались губительными, однако иногда они могли слегка увеличивать генетическое разнообразие, а то и вовсе улучшать выживаемость и способность организма к адаптации. Подобные изменения, вероятно, происходили тысячи раз в процессе эволюции человека.

Нам известно, что в истории человечества были периоды, в которые условия окружающей среды менялись настолько кардинально и стремительно, что сложно представить, как случайные, постепенные изменения могли позволить нам приспособиться к ним в достаточной мере для того, чтобы выжить. Выдающиеся эволюционные биологи Стивен Гулд и Нильс Элдридж разработали теорию прерывистого равновесия, согласно которой длительные периоды относительной эволюционной стабильности прерывались куда более короткими периодами значительных эволюционных преобразований, вызванных серьезными изменениями условий окружающей среды. Возможно ли, что прыгающие гены помогали людям быстро адаптироваться к изменившимся условиям? Что ж, скорее всего, именно так и происходило.

Чем больше мы начинаем разбираться в прыгающих генах, тем больше они становятся похожи на своего рода приспособления матушки-природы для генетической инженерии на скорую руку. Чем больше мы о них узнаем, тем больше открывается для нас завеса тайны над тем, как наша иммунная система защищает человека от болезней и как наш генофонд реагирует на внешний стресс со стороны окружающей среды. Подобные знания могут открыть для ученых совершенно новые способы иммунизации людей против болезней, восстановления нарушенной иммунной системы и даже избавления от опасных мутаций на генетическом уровне.

Помните про мусорную ДНК, о которой шла речь выше? Теперь ее называют некодирующей ДНК, потому что в ней не содержится генетический код для создания какой бы то ни было клетки напрямую. Если вы недоумеваете, почему в ходе эволюции нам досталось столько бесполезного багажа, то вы не одиноки. Не зря же изначально эту часть ДНК называли мусорной. Вместе с тем сейчас ученые начали разгадывать тайну, кроющуюся за этими некодирующими генами, и первую подсказку они получили от прыгающих генов.

Когда научное сообщество признало, что прыгающие гены реальны – и играют важную роль, – исследователи принялись за их поиск в геномах различных растений и животных, в том числе – в геноме человека. К своему удивлению, они обнаружили, что приличную часть некодирующей ДНК составляют прыгающие гены – вплоть до ее половины [124]. Однако это был еще не самый большой сюрприз – оказалось, что эти прыгающие гены очень похожи на особый тип вирусов. Вы не ослышались – чуть ли не половина человеческой ДНК находится в родственной связи с вирусами.

Может быть, вы и думаете о вирусах каждый день – по крайней мере о том, как их избежать, будь то вирусы компьютерные или биологические, – однако вы наверняка давненько не читали о них в книгах по биологии, поэтому сейчас мы быстренько освежим ваши познания о них.

Вирусы представляют собой фрагменты генетического кода, неспособные к самостоятельному размножению. Единственный способ размножения вирусов – это заражение другого организма с целью использования его клеточных механизмов в своих целях.

Вирусы могут успеть размножиться многие тысячи раз внутри одной клетки, прежде чем прорвут ее стенки и перейдут к захвату следующей клетки. Большинство ученых не считает вирусы «живыми» из-за отсутствия у них обмена веществ и способности к самостоятельному размножению.