ЛЮДИНА — НЕ ВІНЕЦЬ ПРИРОДИ?

Напевно, багато читачів ще пам’ятають, як за часів СРСР було прийнято до з’їздів Компартії робити всілякі подарунки, наприклад, побудувати завод-гігант, зібрати небачений врожай чи здійснити наукове відкриття. Іноді такого роду новини спеціально притримувалися, щоб із помпою заявити про них саме до дати, а іноді — навпаки, доводилося гарячково поспішати і навіть видавати ще недороблений «подарунок» за цілком доброякісний, гідний захоплення продукт.

Своєрідний подарунок новому тисячоліттю зробили генетики, урочисто сповістивши на початку 2001 року про принципове розшифровування геному людини, тобто його ДНК, що входить до складу всіх 23 пар хромосом клітинного ядра. Цікаво, що тут теж були перегони — за першість між науковцями, об’єднаними в проект «Геном людини», і приватною акціонерною фірмою Сеlеrа Gеnоmiсs. А така ж упевненість, що тотальне розшифровування нуклеотидного складу ДНК зможе прямо вирішити головні проблеми генетики та біології, тобто майбутнього людства. Пам’ятаєте пісню: «Это время гудит — БАМ!»? У цьому разі гудів — ГЕНОМ…

— І це наукове «будівництво століття» обернулося парадоксами. На вашу думку, Валерію Гаєвичу, чого ж більше дало розшифровування геному — відповідей чи запитань? — поцікавився кореспондент «ДТ» у професора, доктора наук, завідувача кафедрою генетики та цитології Харківського національного університету В.Шахбазова.

— Секвенування (розшифровування) геному людини — це нелегкий і дорогий шлях дослідження спадковості. Звісно, він привів і до відповідей на багато запитань, але ще більше запитань викликав. Виявилося, наприклад, що у людини набагато менше генів, аніж передбачалося, приблизно стільки ж, скільки у гороху чи кукурудзи, і в п’ять разів менше, аніж у ріпчастої цибулі, у двадцять, аніж у сосни. А жаби, ропухи й тритони і зовсім тут серед явних чемпіонів. Причому багато людських генів такі ж, як і у нижчих організмів — геном миші, наприклад, майже адекватний нашому. Генетично людина зовсім ніби й не вінець природи — ось один із головних сюрпризів секвенування.

І ще. Аналізу піддалися усього 3—5% ядерного геному людини — структурні гени, що кодують білки і складають лише невелику частину цілого. А вся основна маса — так звана сателітна ДНК, яку ще називають сміттєвою, паразитною, надлишковою, егоїстичною, мовчазною, залишилася такою ж таємничою, як і раніше. Вивчені гени виявилися лише невеличкими острівцями у величезному океані неактивних, неінформаційних послідовностей, значення яких, як і раніше, приховане від нашого розуміння.

— Чому сателітну ДНК називають егоїстичною? Здавалося б, як «у природи немає поганої погоди», так у природи не може бути й нічого зайвого, непотрібного.

— У кожному поколінні клітин вона відтворює лише сама себе. І ніякої видимої користі від неї організму нібито немає. На мій погляд, це не так. Наші дослідження показують, що накопичення сателітної ДНК пов’язане з деякими інтегральними кількісними ознаками організму, наприклад, із його неспецифічною втомленістю. Так, стійкість до гіпертермії у личинок різних представників амфібій, зокрема, тритона та жаби, прямо пов’язана з утриманням ДНК на одне ядро. А, як відомо, значні розбіжності у змісті ДНК у різних амфібій викликані в основному за рахунок повторів цієї самої сателітної ДНК. Очевидно, цей зв’язок не обмежується класом амфібій.

Ми вважаємо, що накопичення повторів ДНК має стосунок до енергетичної ємності клітини. Ядерний геном у цілому — не просто «бібліотека генів», а також енергетичний органоїд клітини. Сателітні ДНК відіграють насправді найважливішу роль — вони накопичують енергетичний заряд, від якого залежать функції ядра, ядерно-плазмовий обмін, входження певних іонів у ядро, синтез у ядрі, вихід із ядра продуктів синтезу різних форм РНК і так далі. Вони є своєрідними конденсаторами, що забезпечують енергетику клітини.

Енергетичні функції геному не досліджувалися, як не досліджувалися і зв’язки між його елементами, і властивості цілісності. Наприклад, такий інтегральний показник, як електричний потенціал ядра в цілому. Тим часом енергетична складова геному, яку нині не беруть до уваги, досить складна сама по собі. Наприклад, вона може бути структурована, тобто змінюватися за розміром, частотою, по інших параметрах. Я не виключаю й можливості своєрідного енергетичного програмування структурних генів.

— В одній зі своїх статей відомий російський учений, член-кореспондент РАЄН М.Голубовський, писав, що генетики виявилися погано підготовленими до розуміння ряду екзотичних і важко з’ясовних явищ у галузі неканонічної спадкової мінливості.

— Так, я знайомий із Михайлом Дмитровичем і цілком із ним згоден. Говорити про геном, про його повне розшифровування як одну лише упорядковану сукупність основ ДНК неможливо.

Найяскравішим прикладом генетичного явища, що вийшло далеко за рамки суто академічних дискусій, є епідемія «коров’ячого сказу». Як відомо, у цьому разі виявилося, що інфекційний агент — зовсім не ДНК чи РНК, тобто не повноцінний ген, а просто особливі білки, згодом названі пріонами, — білкові інфекційні частки. Тепер феномен пріонів вважається не екзотикою, а лише окремим випадком явища динамічного спадкування, не пов’язаного прямо з текстом ДНК. Таким чином, у святая святих молекулярної біології, тобто в положення, що передача інформації відбувається лише від нуклеїнових кислот до білків, довелося внести неканонічну можливість копіювання, внутрішньо- і міжвидової передачі зміненої структури білків.

— Я бачила повідомлення, що кошеня-клон на ім’я Sisi не зовсім ідентичне оригіналу — кішці на ім’я Rainbow — ні зовні, ні за характером.

— У рамках класичної чи молекулярної генетики це важко пояснити. При суто молекулярно-комп’ютерному аналізуномінація певного відрізка ДНК у ранг гена відбувається лише на основі суто формальних критеріїв: є «знаки генетичної пунктуації», необхідні для зчитування інформації чи їх немає? Роль, час і місце дії більшості таких генів-«номінантів» залишаються поки що зовсім незрозумілими. Навіть про їхнє число самі учасники програми «Геном» продовжують сперечатися.

А у зв’язку з клонуванням слід враховувати ще й ті функції геному, які досі не вивчено. Ми недостатньо розуміємо, як саме працюють гени. Клітинне ядро, на мій погляд, передає спадкоємність не лише корпускулярно, безсумнівно, є й електромагнітний вплив між клітинними поколіннями — одного клітинного ядра на інше, одного ядерного геному на інший. І ці впливи при клонуванні можуть бути змінені, деформовані. При клонуванні зазвичай береться ядро із соматичної клітини і пересаджується в яйцеклітину, при цьому ніхто не знає, який взаємний польовий вплив вони виявляють одне на одного.

Тим часом наші дослідження показали, що ядро клітини букального епітелію людини має електричний заряд, який змінюється залежно від стану організму. Ядро утворює високочастотне поле із широким діапазоном частот, оскільки в ядерному геномі є різні осцилятори. Гени працюють у клітині у певному оточенні, у певному енергетичному середовищі.

— А при традиційному, статевому розмноженні?

— Там працює цілий ряд бар’єрів, починаючи з того, що величезна кількість чоловічих клітин, які прагнуть злитися з жіночою яйцеклітиною, піддаються найжорсткішому добору. І ми ще не до кінця знаємо, за якими саме ознаками клітина вибирає переможця. Буває навіть певна непояснювана несумісність чоловічої та жіночої репродуктивних клітин аж до виникнення безпліддя. Клонування ж у певному сенсі процес насильницький, це штучне об’єднання, за якого невідомі нам параметри геному, наприклад, та ж енергетична складова, не беруться до розрахунку.

А з позицій генетики та цитології спадкову систему, або геном клітини, складає не лише структура ДНК-елементів, а й характер зв’язків між ними. Останнє є принципово важливим: саме такі зв’язки визначають, як гени працюватимуть і як піде хід індивідуального розвитку у певних умовах середовища, того ж клонованого кошеняти. Знання однієї лише структури, тобто числа та послідовності нуклеотидів у ДНК, зовсім не достатньо для опису геному. Аналогічно тому, як дані про число певних нот не дають нам уявлення про саму мелодію. Інакше кажучи, із «голої», хоч і точної копії ДНК навряд чи можна відтворити повноцінний організм.

— А як ви ставитеся до заборон на клонування людини?

— Гадаю, що спроби клонування будуть проводитися, попри всі заборони. Але я думаю також, що клонування людини є передчасним. Та ж ситуація з трансгенозом. Навіть у тих випадках, коли він проводиться в рослин і, як здається, вдало. Відомі випадки спонтанних переносів генів, наприклад, від культурної рослини ген стійкості перейшов до бур’яну. Деякі речі і просто не вдаються. В Україні, сподівалися, наприклад, отримати пасльонові рослини, на коренях яких будуть бульби картоплі, а на стеблах помідори. Я вважаю, що це не вдалося ще й тому, що не враховуються інтегральні енергетичні властивості клітин і організму.

А якщо перенос генів вдався і ми отримали якісь нові типи білків, усе одно залишається невідомим, як із ними справлятимуться наші ферменти, якою буде їхня дія як у найближчому, так і віддаленому майбутньому. Деякі з них напевно будуть неприйнятними для нашого організму. Це вимагає не меншого вивчення, аніж проблема клонування.

— Яким, на вашу думку, є стан сучасної генетики по завершенні програми «Геном людини»?

— По-перше, генетика була і залишається основою теоретичної біології. Її розвиток необхідний для розвитку сучасної селекції, медицини, психології, соціології й інших галузей людської діяльності. По-друге, при всьому безсумнівному значенні молекулярно-генетичних досліджень, куди входить і програма «Геном людини», результати показують, що тільки редукційний шлях не може призвести до розкриття розгадки функціонування геному.

Я згоден із думкою професора молекулярної генетики Гарвардської школи медицини Дж.Беквіза, котрий входив до складу робочої групи з етичних, юридичних і соціальних аспектів проекту «Геном людини» і писав, що надмірна пропаганда геномних програм відволікає увагу і знижує фінансування робіт в інших галузях науки, навіть у межах самої клітинної біології, наприклад, вивчення мембран, фізіології клітини, електронної мікроскопії, біоенергетики.

Дійсно, наші знання структур і принципів функціонування клітини досить обмежені. Кожні 10 років відкривається нова невідома надмолекулярна клітинна органела. Кожне десятиліття виявляють геть несподівані нові сторони в будові та функції клітинних структур, відомих уже більш як 100 років тому, наприклад тієї ж ДНК... А події, пов’язані з першими діленнями зиготи, де визначаються долі генів і майбутній фенотип організму, нам відомі, мабуть, менше, аніж навколоземний космос. По суті, головне питання, що постало перед науковцями в результаті секвенування геному, це питання про нові шляхи розкриття найскладніших таємниць природи життя, природи спадкоємності. Гадаю, що тут не обійтися без вивчення інтегральних біофізичних властивостей ядерного геному.

— До майбутнього 200-річного ювілею Харківського національного університету вийшла ваша книга з незвичною назвою «Екологічна та біофізична генетика».

— Частину розділів цієї книги присвячено дослідженню генетичних явищ, наприклад, так званій кількісній спадкоємності, конкретний прояв яких залежать не лише від співвідношення хромосом, а й екологічних чинників. А в другій частині йдеться про біоелектричні властивості геному, тобто про біофізичні аспекти його роботи, включаючи мою гіпотезу ягрону. Результати всіх досліджень є, на мій погляд, альтернативою суто хімічному, редукціоністському підходу.

Зізнаюся, моя наукова позиція зустрічає як опір класичних і молекулярних генетиків, так і підтримку багатьох науковців. Наприклад, особливою планомірністю робіт у цьому напрямі вирізняються фахівці Міжнародного інституту біофізики в Німеччині, котрі ще з 70-х років досліджують проблеми біовипромінень на основі новітніх досягнень квантової фізики.

— Та все ж, можна з точки зору генетики назвати людину вінцем природи чи ні?

— Принаймні, із точки зору біохімічної чи молекулярної генетики ніякого виняткового становища людина в природі не посідає.