человека не просто малочисленны, но и представляют собой весьма редкие находки в своей собственной ДНК. На все гены у человека приходится лишь один процент всей хромосомной ДНК. Ну еще несколько процентов надо накинуть на некодирующие участки ДНК в самих генах (так называемые интроны), а также на те участки вне генов, которые служат для связывания определенных ферментов и регуляторных белков. Но все равно картина малопривлекательная: как если бы на премьере Большого театра в каждом ряду сидело по одному зрителю.
А что же остальные «кресла» — оставшиеся 95 процентов хромосомной ДНК? Считается, что они просто бездарно пустуют. Так что эти 95 процентов ДНК уже окрестили уничижительными прозвищами: «эгоистическая», «мусорная», «неизвестная, «избыточная», «лишняя», «некодирующая», «повторяющаяся» ДНК. Последний термин отражает тот факт, что в этой ДНК содержится огромное количество повторяющихся фрагментов всего нескольких видов. Что это за венец эволюции, 95 процентов ДНК которого — ненужный хлам?! Видимо, для ответа на этот вопрос вскоре после окончания проекта «Геном человека» был запущен новый глобальный проект — ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements). По существу, он был призван скорректировать результаты первого проекта, вызвавшего в научном мире некоторое недоумение. Коррекция оказалась крутой: было объявлено, что доля используемой ДНК, то есть участвующей в синтезе РНК (транскрипции) или в его регуляции, составляет 80 процентов, в то время как несколькими годами раньше она не дотягивала и до 5 процентов. Однако знающие люди говорят, что цифра в 80 процентов накручена искусственным путем, а реально данный показатель — не более 20. Так что 95 или «только» 80 процентов составляет «избыточная» ДНК — принципиальной разницы нет. «Получалось, что ДНК длительной эволюцией лишена всяких функций и превращена лишь в банального паразита человека, своего рода огромный вирус, что она является, по сути дела, мертвой ДНК, перетаскиваемой из поколения в поколение, — говорит профессор Мушкамбаров. — Однако мне это умозаключение показалось глубоко неверным».
Исследуя в свое время термодинамику биохимических процессов, профессор убедился в том, сколь трепетно относилась эволюция к каждому джоулю энергии. А тут — такое безумное расточительство материальных и энергетических ресурсов. И у него родилась мысль: а не эта ли ДНК определяет видовые и прочие особенности развития организмов? Тем более что у бактерий такой «избыточной» ДНК практически нет — у простых организмов она появляется в небольших количествах, и далее, по мере усложнения организмов, ее представительство в геноме возрастает. При этом, подчеркивает Николай Мушкамбаров, детальная программа, контролирующая судьбу каждой клетки организма, не поместится не только в генах, но и во всей прочей ДНК. Значит, существует иной механизм, который мог бы определять конечные размеры наших органов. А эти размеры зависят, в частности, от числа делений клеток-предшественников. И в результате из мышиной зиготы получается мышонок, а из человеческой — человечек. Но как это происходит?
Методом деления
«Среди 23 пар хромосом человека есть пара чуть ли не самых маленьких 21-х хромосом, — объясняет Николай Мушкамбаров. — Но эти «малыши» очень важны для развития нервной системы. Представим, что в этих хромосомах есть хотя бы один ген, который активен только в делящихся предшественниках нервных клеток. Причем очередное деление этих клеток возможно лишь при условии, что данный ген вновь включился после предыдущего деления. И, наконец, допустим, что при каждом включении гена расходуется определенное количество повторов той самой «избыточной» ДНК, расположенных в каких-то иных хромосомах. Тогда от числа повторов, выделенных эволюцией именно для этого гена, будет зависеть количество делений стволовых нервных клеток». Для наглядности профессор приводит такой пример. Вы хотите посетить как можно больше фильмов кинофестиваля. Просмотр любого из них стоит 1 доллар. Сунули доллар в специальный аппарат — и экран включается строго на один фильм. А у вас — только куча контрамарок, которые обмениваются на доллары в другом аппарате по курсу 1000 к 1. Контрамарки — это повторы ДНК. Доллар — тот самый ген, который, включаясь за определенное количество контрамарок, в свою очередь, включает экран на один фильм, то есть запускает клетку в очередной клеточный цикл. Следовательно, количество просмотренных фильмов (количество делений стволовых нервных клеток) определяется исходным запасом контрамарок (повторов ДНК). Так, если у вас 10 тысяч контрамарок, то при указанном курсе обмена вы посмотрите всего 10 фильмов, или стволовые клетки совершат 10 делений. Это и определит объем приобретенной вами «культуры», а в нашем случае — объем мозга. Николай Мушкамбаров уверен: абсолютный и, главное, относительный размер мозга имеет решающее значение. Фактически ученый доказывает, что избыточная ДНК представляет собой ту условную валюту, которая выделяется для обеспечения делений стволовых клеток. Валюта кончается — деления прекращаются. Но образовавшиеся зрелые клетки остаются. И от их количества зависят размеры нашего мозга. Те самые размеры, которые во многом и определяют, кому быть мышью, а кому — человеком.
(обратно)