Афина Актипис - Клетка-предатель. Откуда взялся рак и почему его так трудно вылечить

По мере развития организма до взрослого состояния из зиготы гены биологических отца и матери ведут тихую войну между собой внутри каждой клетки вашего тела. Гены, унаследованные от матери, вырабатывают факторы, помогающие контролировать рост, наполняя ими ведро справа и склоняя равновесие в сторону контроля клеточного поведения. Гены, унаследованные от отца, вырабатывают факторы, стимулирующие рост, наполняя ими ведро слева и склоняя равновесие в сторону хаоса.

С какой стати генам, унаследованным от отца и матери, работать против друг друга? И как вообще такое возможно?

Внутри клеток вашего тела расположены по две копии каждой из 23 хромосом — по одной копии от каждого биологического родителя.

Удивительно, но многие из этих генов словно помнят, достались они вам от отца или матери: у них может наблюдаться материнский или отцовский импринтинг. Импринтинг происходит в результате эпигенетических процессов — появления или исчезновения химических модификаций участка ДНК, в котором записан ген, или белков которые связаны с этим участком ДНК. Эти процессы делают более или менее вероятной его экспрессию. Таким образом, экспрессия генов (то есть будут ли они производить белки) может зависеть от того, достались ли они вам от отца или матери. В процессе развития гены хромосом, перешедших от матери, производят белки, контролирующие рост, а гены отцовских хромосом вырабатывают белки, которые рост стимулируют, — и все это регулируется посредством импринтинга родительских хромосом.

Мало того что развивающемуся организму приходится постоянно поддерживать баланс в производстве факторов, которые стимулируют рост и ограничивают его, так еще и отцовские и материнские гены вырабатывают факторы, способные в любой момент пошатнуть равновесие, погрузив развивающийся организм в котлован ракового хаоса или стоячее болото недоразвитости. По мере того как эмбрион проходит по нашему натянутому канату, поддерживать равновесие ему могут помешать материнские или отцовские гены.

Но с какой стати родительским генам вести себя по-разному? Разве они не должны действовать сообща, чтобы оставить максимально здоровое потомство? Из-за чего вообще генные продукты от отца и матери ведут эту войну?

Чтобы понять это, нам следует обратиться к одной базовой эволюционной концепции — теории родительского вклада. С генетической точки зрения ваши биологические отец и мать — совершенно разные существа. Это означает, что их эволюционные интересы не могут полностью совпадать. Этот конфликт матерей и отцов связан с тем фактом, что люди не являются (с эволюционной точки зрения) моногамным видом. У абсолютно моногамного вида интересы матерей и отцов полностью совпадали бы, так как у них не было бы других потенциальных партнеров, с которыми они могли бы оставить потомство. Между тем у людей существуют различные модели спаривания и брака, включая одновременное наличие нескольких партнеров (полигиния и полиандрия), последовательную смену партнеров (последовательная моногамия, распространенная в современном западном обществе), а в некоторых случаях и пожизненную моногамию. Таким образом, на протяжении нашей эволюционной истории у родителей часто имелись дети от других партнеров, либо они могли родиться в будущем. Эти разнообразные системы спаривания оказали большое влияние на нашу биологию, начиная от физиологии беременности и заканчивая восприимчивостью к раку. Давайте подробнее рассмотрим, как именно наша эволюционная история — история плацентарных, не полностью моногамных млекопитающих привела к конфликту экспрессии генов в процессе внутриутробного развития, который отражается на восприимчивости к раку.

Молочные коктейли и моногамия

Чтобы понять природу этого конфликта из-за материнских ресурсов, рассмотрим классический молочный коктейль. В 1990-х годах теоретик эволюционной биологии Дэвид Хэйг предложил так называемую «модель молочного коктейля», рассматривающую ситуацию покупки матерью своим детям одного молочного коктейля, который им нужно разделить между собой. Я разберу здесь один вариант данной модели и продемонстрирую, как она разыгрывается в рамках эволюционной логики, лежащей в основе внутриутробного конфликта. (Я понимаю, что в этой модели мать сравнивается с молочным коктейлем. Само собой разумеется, что мать — это нечто гораздо большее. Между тем она может напрямую кормить своих детей, что постоянно и делает, и данная аналогия позволяет поразмышлять о механизмах возникновения конфликта по поводу распределения этих материнских ресурсов.)