Стивен Пинкер - Чистый лист - Природа человека. Кто и почему отказывается признавать ее сегодня

Если вы не верите в это, подумайте о круглом черве Caenorhabditis elegans. У него около 18 000 генов. По логике авторов статей о геноме, червь должен быть в два раза свободнее человека, вдвое превосходить его с точки зрения многообразия и иметь удвоенный потенциал. На самом деле эта микроскопическая нематода состоит из 959 клеток, выращенных по жесткой генетической программе, с нервной системой из 302 нейронов, связанных по заранее установленной схеме. Если говорить о поведении, она ест, размножается, движется в направлении одних запахов, избегая других, — и все. Одно это может подтвердить, что нашей свободой и разнообразием поведения мы обязаны сложности нашей биологической организации, а не ее простоте.

Почему человек, с его сотнями триллионов клеток и сотнями миллиардов нейронов, обходится всего в два раза большим количеством генов, чем скромный маленький червь, — настоящая загадка. Многие биологи думают, что геном человека посчитан не до конца. Число генов в геноме может быть названо только приблизительно. Сейчас их невозможно подсчитать точно. Программы подсчета генов ищут те участки ДНК, что похожи на уже известные гены и достаточно активны для того, чтобы можно было поймать их в момент кодирования белка [5] E. Pennisi, "The human genome," Science, 291, 2001, 1177–1180; see pp. 1178–1179. . Гены, имеющиеся только у человека, гены, активные только в развивающемся мозге плода, — наиболее важные для человеческой природы, и другие, не привлекающие к себе внимания, могут остаться незамеченными и ускользнуть от подсчета. Сейчас говорят о цифрах в 57 000, 75 000 или даже 120 000 генов [6] "Gene count," Science, 295, 2002, p. 29; R. Mishar, "Biotech CEO says map missed much of genome," Boston Globe, April 9, 2001; Wright et al., 2001. . И тем не менее, даже если у человека не в два, а в шесть раз больше генов, чем у нематоды, загадку это не решит.

Большинство биологов, занимающихся данной проблемой, не считают, что люди менее сложны, чем принято думать. Вместо этого они делают вывод, что число генов в геноме не влияет напрямую на сложность организма [7] Claverie, 2001; Szathmáry, Jordán, & Pál, 2001; Venter et al., 2001. . Единичный ген не связан с единичным компонентом таким образом, что организм с 20 000 генов имеет 20 000 составных частей, а организм с 30 000 генов — 30 000 и т. д. Гены кодируют белки, и некоторые белки строят плоть и кровь организма. Но другие белки занимаются более интересными делами — включают и выключают гены, ускоряют или замедляют их активность, разрезают другие белки и склеивают их в новые комбинации. Джеймс Уотсон говорит, что мы должны пересмотреть свое интуитивное представление о том, что может делать определенное количество генов: «Представьте, что вы смотрите пьесу, в которой играют 30 000 актеров. Есть от чего прийти в замешательство».

В зависимости от взаимодействия генов процесс сборки одного организма может быть гораздо более сложным, чем другого, несмотря на то что генов у них одинаковое количество. В простых организмах гены только строят белок и бросают его в общий котел. У сложных организмов первый ген может включить второй, который усилит активность третьего (но только при условии, что активен четвертый), а он уже выключит первый (если только пятый не активен) и т. д. Это объясняет, каким образом можно построить более сложный организм, пользуясь тем же количеством генов. Поэтому сложность организма зависит не от числа генов, а от количества стрелок в диаграмме, отражающей, как каждый ген влияет на активность других [8] Szathmáry, Jordán, & Pál, 2001. . И так как добавить один ген значит не просто добавить единственный ингредиент, но умножить количество способов взаимодействия между ними, сложность организма зависит от числа возможных комбинаций активных и неактивных генов в геноме. Генетик Жан-Мишель Клавери предположил, что количество этих комбинаций можно оценить, возведя число 2 (позиции активный/неактивный) в степень, равную количеству генов. По этим оценкам, сложность человеческого генома не в 2, а в 216 000 раз (число с 4800 нулями) превышает сложность генома круглого червя [9] Claverie, 2001. .

Есть еще две причины, почему число генов в геноме не отражает его сложности. Первая: конкретный ген может продуцировать несколько белков, а не один. Обычно гены рассеяны по ДНК: кодирующие отрезки гена (экзоны) перемежаются некодирующей ДНК (интронами), примерно как статья в журнале прерывается рекламными объявлениями. Сегменты гена, таким образом, могут склеиваться между собой по-разному. Ген, составленный из экзонов А, В, С и D, может кодировать белки АВС, АВD, АСD и т. д. — до десяти различных видов белка на один ген. В сложных организмах такое происходит гораздо чаще, чем в простых [10] Venter et al., 2001. .