Эту тему можно и начать, и закончить словами нобелевского лауреата Джеймса Уотсона, высказавшегося по приезде в Москву в 2008 году: «Сейчас можно работать с ДНК и искать, какие молекулы контролируют поведение… Наука будет объяснять то, что мы сейчас не понимаем, – поведение…» Так определяются ли генами и мутациями в них эмоциональные, ментальные и интеллектуальные особенности человека?
Геном всех людей практически одинаков, тем не менее мы все в поведении, умственных способностях и психологических реакциях абсолютно различны. Почему? Ответ на этот вопрос был получен в так называемых близнецовых исследованиях – многочисленных исследованиях поведения и различных психологических характеристик однояйцевых (монозиготных, т. е. генетически идентичных) и двуяйцевых (дизиготных, или генетически различных) близнецов в тех случаях, когда они были разлучены и росли в разных условиях окружающей среды либо развивались вместе. Было доказано, что практически по всем ментальным, психологическим и поведенческим характеристикам монозиготные близнецы похожи друг на друга и на своих биологических, а не приемных родителей, и это не зависит от того, развивались ли близнецы вместе или порознь, с биологическими родителями или с приемными. Вместе с тем психологи, психиатры и ученые, занимающиеся поведенческой генетикой, утверждают, что коэффициент интеллекта IQ можно изменить, поместив ребенка в обучающую среду всего лишь на год, то есть прослеживается его четкая зависимость от социальных условий среды.Как же в этом разобраться?!Взаимоотношения между людьми всегда казались биологам слишком сложной областью, чтобы исследовать их на клеточном и молекулярном уровнях. Однако человечество оказалось весьма любопытным, и теперь мы знаем, что…Факты и сомнения1993 год. Обнаружена (Дин Хамер, США) определенная взаимосвязь между мужской гомосексуальностью и строением небольшого участка ДНК, расположенного на X-хромосоме (наследование идет по женской линии). Наличие определенных последовательностей на локусе Xq28 длинного плеча половой Х-хромосомы – метка о повышенной вероятности тяги к представителям своего пола. Позже исследование было как подтверждено другими лабораториями, так и подвергнуто разумной критике (Джордж Райс, Канада, 1999 год), инициировав целую волну проектов по поиску генетических основ гомосексуальности. На сегодняшний день в связи с половой ориентацией рассматривается несколько генетических маркеров, включая некоторые аутосомные (расположенные на неполовых хромосомах) участки. Исследования, выполненные на мышах, позволили обнаружить три гена: fosB (1996 г.), Peg1/ Mest (1998 г.) и Peg3/Pw1 (1999 г.), которые отвечают за материнские инстинкты (гены Mest и Peg3 так и были названы – «гены материнского инстинкта»). Удивительно, но выяснилось, что совсем не самки, а самцы определяют такое тонкое чувство, как материнский инстинкт, поскольку оба гена в активной форме самки-дочери получают от самцов-отцов. Эти исследования не были подтверждены или опровергнуты на человеческом материале по сей день.Впервые об открытии «гена интеллекта» заявил в 1998 году Р.Пломин, показавший, что у большинства исследованных им детей-вундеркиндов аналогичным образом изменен ген IGF2R. Предполагают, что мутантный вариант IGF2R связан с более эффективным поглощением углеводов клетками мозга.«Ген жаворонка» (2003 год). Это ген PER3, который отвечает за способность человека адекватно чувствовать себя при длительном бодрствовании (Англия). В геноме человека встречается два варианта гена – короткий и длинный. «Короткогенные» люди оказались типичными «совами», которые могут просидеть полночи за важной работой, а затем выспаться за 6-8 часов. Носители же длинной разновидности гена рано ложатся спать и предпочитают трудиться в утренние часы. Кроме того, выяснилось, что после длительного бодрствования «жаворонкам» для восстановления нужен более длинный и глубокий сон.В 2004 году был открыт мужской «ген ярости» (MAOA). Его история началась в 1990-х с обнаружения гена фермента моноамин-оксидазы А, которая регулирует работу нейромедиаторов дофамина и серотонина в головном мозге. Ген этого белка расположен на половой Х-хромосоме. В 2006 году определенный вариант этого гена был достоверно (в 56% случаев) найден у мужчин племени майори – бесстрашных воинов. Эти исследования были подтверждены в нескольких работах и единожды опровергнуты. Интересно, что у женщин установленная взаимосвязь не так прозрачна – «агрессивный» вариант MAOA приводит к антисоциальному и жестокому поведению только у женщин, развивавшихся в неблагоприятном социальном окружении. Позже группой американских ученых было доказано, что высокий уровень тестостерона в комбинации с «агрессивным» вариантом гена – одна из основ агрессивного поведения мужчин. В начале XXI века в хромосоме 7 был открыт ряд «генов социального поведения», определенные мутации которых приводят к «открытому поведению», повышенной общительности, доброжелательности и к повышенным лингвистическим и интеллектуальным способностям. Относительно недавно foxp2 стал «геном речи»: в конце прошлого века выяснилось, что именно его мутации причина врожденных дефектов восприятия речи. Судя по всему, последовательность гена foxp2 наиболее важна в распознавании речи и звуков, а также центральной регуляции речи. Ученые обнаружили ген, связанный с различными аспектами поведения человека в социуме. Это ген oxtr, кодирующий взаимодействие рецепторов нервных клеток с окситоцином – гормоном, играющим важную роль в социальном поведении, в том числе отвечающим за формирование эмоциональных привязанностей и агрессию. Последовательность этого гена содержит однонуклеотидный полиморфизм, другими словами, существуют две разновидности последовательности этого гена в зависимости от того, присутствует ли в определенной позиции последовательности нуклеотид гуанин или аденин (полиморфизм). Соответственно некоторые индивидуумы содержат только G-версию гена в гомологичных участках гомологичных хромосом, тогда как у некоторых одна или в чрезвычайно редких случаях обе хромосомы несут A-версию. Носители G-версии более агрессивны и самоуверенны по сравнению с обладателями A-полиморфизма.В 2007 году удалось генетически связать ряд аспектов IQ с мускариновым ацетилхолиновым M2-рецептором, ген которого был ранее связан с процессами обучения, развития памяти и способностью решать проблемы. Причины различий в этих параметрах кроются в последовательности гена CHMR2 и зависят от однонуклеотидного полиморфизма в хромосомном локусе rs8191992. Если это А-вариант гена, то число рецепторов в клетках организма снижается, тонус блуждающего нерва падает и частота атеросклероза, диабета 2-го типа и сердечно-сосудистых заболеваний возрастает, одновременно с этим происходит снижение интеллектуальных способностей (внимания, умения концентрироваться, памяти). Альтернатива аденину – тимин (Т-вариант), который влияет на вышеперечисленные характеристики противоположным образом. В настоящее время существуют некоторые сомнения в научной достоверности исходной находки (некоторые более поздние исследования не смогли ее подтвердить), однако ген CHMR2 был и остается одним из важнейших кандидатов, чья последовательность оказывает потенциальное влияние на социальное поведение человека.Американцами найден «тревожно-познавательный ген» COMT (2005-2008 годы). Он связан с деградацией в нашем организме таких веществ, как дофамин, окситоцин и вазопрессин, относящихся к классу нейромедиаторов, их динамика регулирует наше социальное поведение. У людей примерно поровну распределены два варианта этого гена: COMT-Val и COMT-Met (аминокислота валин или метионин в положении 158 белковой последовательности). В первичном исследовании (2005 г.) поведение тех, кому выпал COMT-Val, было найдено значительно более нервным и менее экстравертным. Несколько более поздних работ позволили заключить, что Val-вариант гена ассоциирован с повышенными тревожностью и когнитивными функциями. В то же время обладатели COMT-Val жертвуют на благотворительность в среднем в два раза больше и чаще, чем те, чьей судьбой стал COMT-Met.Другой ген, связанный с уровнем тревожности, – регулятор транспортера серотонина под названием 5НТТ, распространенный опять-таки в двух вариантах (исследование Д.Мерфи и П.Лешем). Один из них способствует тревоге и тоске, а другой – наоборот. Изначально было известно, что одни люди рождаются более склонными к тревоге и депрессии, чем другие. Близнецовые исследования, произведенные К.Кендлер, показали, что тревожность и депрессивность на 40-50% определяются наследственностью. Позднее было найдено «вещество счастья» – нейропептид серотонин, недостаток которого в головном мозге и обеспечивает человеку тревогу и плохое настроение.Еще одно вещество, связанное с работой центра удовольствия в нашем мозге, – дофамин, рецептор которого кодирует ген D4DR, расположенный на 11-й хромосоме. Люди, уровень дофамина которых невелик, становятся замедленными и безынициативными, а те, у кого его слишком много, все время ищут новых ощущений. У гена D4DR есть короткий и длинный варианты. Люди с длинным вариантом менее чувствительны к дофамину. Если в вашей генетической карте указан длинный вариант D4DR, вы скорее всего легки на подъем, любознательны и экстравагантны, склонны нарушать правила – в первичном исследовании эта версия гена была признана ответственной за поиск новых ощущений. Это исследование было многократно как подтверждено, так и опровергнуто, в результате чего дебаты о поведенческой роли гена продолжаются и сегодня. Кстати, первый претендент на гордое звание «ген либерализма» – это все тот же длинный вариант D4DR, связанный с любовью ко всему новому («ген консерватизма» – короткий вариант D4DR). Работа 2010 года показала, что гены, связанные с поиском новых ощущений, включая D4DR, также ассоциированы с супружеской неверностью. Еще одним «геном неверности» вполне можно назвать один из вариантов последовательности ДНК, кодирующей рецептор вазопрессина типа 1a (Швеция).«Злопамятный ген» (2007 год). Способность человека запоминать эмоционально насыщенные события зависит от модификации одного гена, выяснили недавно швейцарские неврологи. Как сообщает научный журнал «Nature Neuroscience», носители укороченной на три аминокислоты версии гена ADRA2B намного лучше запоминают как позитивно, так и негативно окрашенные с точки зрения эмоций события.На сегодня признается, что до определенной степени генетически детерминированными являются даже такие, казалось бы, далекие от чисто биологических характеристики, как уровень интеллекта, самостоятельность, активность/пассивность, мнительность и тревожность, экстравертность/интровертность, чувствительность к стрессам, альтруизм и эгоизм, сексуальность и даже этика. Частично генетически детерминируемыми считаются и такие, казалось бы, социально обусловленные особенности человека, как политические предпочтения, отношение к смертной казни, музыкальные вкусы, азартность, алкоголизм, криминальное поведение.В данный момент список генов, связанных с программированием личностных характеристик человека, включает несколько сотен названий и постоянно пополняется. В дополнение к мировым и государственным программам по секвенированию человеческой ДНК и депонированию различного рода вариаций (полиморфизмов) в последовательности ДНК генов и регуляторных элементов в специализированных базах данных работают многие независимые исследовательские институты, лаборатории и технологические компании. В настоящий момент считается, что наиболее существенное влияние на характеристики личности оказывают мутации в генах, участвующих в метаболизме различных нейромодуляторов, включая окситоцин, серотонин, дофамин и вазопрессин. Таким образом, на сегодня доказанным считается, что поведение в значительной степени зависит от последовательностей генов, хотя генотип определяет скорее не поведение, а общие принципы построения нейронных контуров, отвечающих за обработку поступающей информации и принятие решений, причем эти «устройства» способны к обучению и постоянно перестраиваются в течение жизни. И определенные мутации могут влиять на поведение. Однако необходимо помнить, что каждый поведенческий признак определяется не одним-двумя, а огромным множеством генов, работающих в согласии друг с другом. Усложняет ситуацию и то, что один ген часто функционирует в нескольких принципиально разных системах. Помимо этого не стоит забывать о существовании двух копий каждого гена, закодированных в гомологичных хромосомах, каждая из которых несет два аллеля. Следует заметить, что нуклеотидные последовательности между двумя аллелями одной хромосомы разнятся чрезвычайно редко, гораздо чаще существует разница в последовательности генов, расположенных в гомологичных хромосомах. Таким образом, каждый индивидуум может содержать либо две немодифицированные копии одного гена, либо одну немодифицированную и одну мутантную (содержащую полиморфизм) копии, либо в более редких случаях две копии, содержащие полиморфизм. Учитывая, что генетическая последовательность, закодированная в аллеле, может различаться по общему числу полиморфизмов в различных генах, возникает несчетное число генетических изменений, которые часто оказывают противоположное влияние на различные признаки. Кроме того, как считает большинство ученых, психика и поведение человека лишь процентов на 50 определяются генами. Огромную роль играют общество, социальное окружение, воспитание, то есть в генах не заложено строгой программы, которую неукоснительно выполняет организм. Содержащийся в них «текст» напоминает в целом общий план, которому человек иногда следует, а порой заметно отступает от него.Что нас ждетВ ближайшем будущем станет возможным быстрое секвенирование геномов, доступное среднестатистическим индивидуумам. Текущая стратегическая цель – возможность полного секвенирования и расшифровки генома за $1000 и за несколько дней, как ожидается, будет достигнута к 2030 году и сделает эту процедуру, рыночный спрос на которую уже достаточно велик, доходной для биотехнологических компаний. Интересно, что полное секвенирование генома финансово вполне доступно и в настоящее время, но расшифровка генома с использованием методов биоинформатики (фактически сравнение полученных при секвенировании последовательностей со стандартными немодифицированными последовательностями генов и определение полиморфизмов) довольно сложная и дорогостоящая процедура. Эта область тем не менее развивается семимильными шагами, и в скором времени методы геномики личности изменят облик не только медицины, но и общества в целом, сделав возможным прогнозирование интеллектуальных, ментальных и поведенческих особенностей обычного человека. Таким образом, благодаря успехам генной инженерии уже сегодня совершается плавный переход от этапа установления связей между поведением человека и его генами к стадии построения «молекулярной архитектуры личности».Дополнительная литератураР.Докинз. Эгоистичный ген. Мир, 1993 г., 318 стр. В.З.Тарантул. Геном человека. Энциклопедия, написанная четырьмя буквами. Языки славянской культуры, 2003 г., 396 стр.Science, 7 ноября 2008 г., том 322, выпуск 5903, стр. 805-1008 – специальный выпуск журнала Science, посвященный генетике поведения (на английском языке).http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/declarations/human_genome.shtml – Всеобщая декларация о геноме человека и правах человека, принята 11 ноября 1997 года Генеральной конференцией Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры, ЮНЕСКО, 1997 г.www.mygenome.ru – русскоязычный научно-популярный портал о генетике. Светлана ХОРОНЕНКОВА, кандидат химических наук
Комментарии