Белок человека разумного был заменен на неандертальский

Научная мантра гласит, что для окончательного подтверждения того или иного вывода ученый обязан выдержать условие «необходимо и достаточно». Против этого активно выступал Джордж Оруэлл, автор романа-антиутопии «1984», в которой он описал недалекое будущее, а теперь уже прошлое. В 1946 году он написал эссе «Политика и английский язык». В нем он заявил, что точно так же, как словарный запас человека, его язык искажается политическим мышлением, сам язык, в свою очередь, становится фактором, нарушающим мышление (thought). Пример подобного изменения приводит журнал Nature, в котором выражение «необходимо и достаточно» – necessary and sufficient – используется с ХIХ века.

Подобное умозаключение вроде бы подтверждается знаменитым «один ген – один фермент» американского генетика Эдуарда Тэйтема. Именно Тэйтем установил, что ген отвечает за синтез одного белкового фермента (Нобелевская премия 1958 года). Однако сегодня мы знаем, что это далеко не так, а нейробиологи приводят в пример ген «безглазый» – eyeless, – который действительно необходим для развития сетчатки глаза, но далеко не достаточен.

Свежий пример привел журнал Science, авторы которого описали «обращение» пола при изъятии регуляторной части одного из генов SOX (SRY box). SRY – это секс-регион на мужской половой хромосоме Y; box – означает принадлежность SOX к генам эмбрионального развития. (Мутацию SRY выявили у потомства королевы Англии Виктории; унаследовавшего ген гемофилии.) Один их таких генов используется для репрограммирования взрослых клеток в стволовое состояние. Мышата с выключенным «регулятором» SOX не «могли» включить ген SRY. В итоге и при наличии Y-хромосомы рождались как самки.

Репрограммирующий ген SOX по-разному активен в клетках слизистой оболочки и ороговевших клетках кожи. Разница активности проявляется в скорости заживления ран кожи и слизистой ротовой полости. Помимо прикладных аспектов генных проявлений ученых волнуют и фундаментальные вопросы развития организмов. Развитие технологий позволяет «комбинировать» разные методы получения органоидов с использованием древней ДНК, которую можно редактировать с помощью ферментов.

Журнал Science рассказал о получении первого «неандералоида», или мозгового органоида, с включением в него фрагмента ДНК от неандертальца. Сообщение об этом успехе было представлено сотрудниками Калифорнийского университета в Сан-Диего на Конференции по воображению и человеческому развитию (Imagination and Human Evolution). Мозговой органоид был получен из нервных стволовых клеток, отвечающих за развитие коры. Из 200 генов белков, различающихся у человека и неандертальца, был выбран нейрон-специфичный ген NOVA, кодирующий белок, связывающийся с РНК. С помощью генетического редактирования белок человека разумного был заменен на неандертальский.

Через три дня после этого приложение к журналу Nature разместило на своих страницах статью ученых из Кембриджа с описанием искусственных зародышей мышей, развивавшихся до гаструляции, то есть до стадии образования брюшной полости. Эмбрион, как известно, образуется в результате деления оплодотворенной яйцеклетки (зиготы), образуя затем «мешок»-бластоцист, внутри которого группируются 100–200 эмбриональных стволовых клеток. В 2017 году ученые Кембриджа, используя генетически модифицированные стволовые клетки, помещенные в 3D-гелевый каркас, получили вполне нормально развивающийся эмбрион. При этом удалось зафиксировать высокую степень межклеточной коммуникации, нарушение которой приводило к прекращению развития.

Через год после этого ученые довели развитие зародыша до стадии гаструляции (дифференцировка клеток, в результате чего образуются источники зачатков тканей и органов), тем самым преодолев важный экспериментальный и теоретический рубеж в понимании ранних стадий формирования плода. Ранее это было просто недостижимо при использовании только экспериментальных животных. А ведь именно на ранних фазах закладываются многие процессы и проблемы, с которыми потом бывает просто не справиться.

В то же время парламент Великобритании запрещает ученым продлевать развитие человеческих зародышей более 14 дней, что воздвигает искусственный барьер на пути развития науки. Выявление роли и вклада трех основных типов эмбриональных клеток и получение стадии гаструляции во многом позволяют обойти запрет, демонстрируя способность разных клеток к самосборке и углубление понимания пространственно-временных параметров развития.

Вот еще бы повысить «сборочный» потенциал зашоренного мышления членов парламента и их пэров, которое – согласно Оруэллу – изменено их политическим языком…

Игорь Лалаянц

Источник: ng.ru