Memento mori. История человеческих достижений в борьбе с неизбежным - Эндрю Дойг

Вполне вероятно, что многие из нас — носители рецессивных смертельных болезней, хотя обычно это не проблема, если только у нас нет детей от двоюродных братьев и сестер. Мы не знаем, что одна из наших копий гена нефункциональна, поскольку ее присутствие маскируется здоровым геном, что позволяет избежать заболевания. Недавнее исследование сообщества хаттеритов в Южной Дакоте позволило оценить вероятность того, что кто-то из них может быть носителем[413]. Их предки — община Хаттерианских братьев — появились в Австрии в 1520-х годах. После того как их численность сократилась до 400 человек, они эмигрировали в Северную Америку, основав в 1870-х годах три общие фермы и разговаривая на своем диалекте немецкого языка. Колонии процветали, образовав три основных подразделения, причем большинство браков с 1910 года заключалось между членами одной и той же группы. В настоящее время ее население составляет 45 000 человек. Хаттериты сохранили большой архив генеалогических и медицинских записей и страдают от тридцати пяти рецессивных заболеваний, включая муковисцидоз, опять же в результате «эффекта основателя» и инбридинга. Хаттериты ведут общинный образ жизни, делятся всем своим имуществом и сводят к минимуму изменения, вызываемые окружающей средой, что делает их отличным объектом для изучения генетических заболеваний.

В анализе использовались данные тринадцати поколений, включая 1642 ныне живущих хаттеритов в Южной Дакоте и 3657 их предков, которых можно проследить до шестидесяти четырех основателей общины. Современная технология секвенирования ДНК позволила провести тестирование, чтобы определить носителя варианта, связанного с заболеванием. Каждый основатель Хаттерита нес в среднем 0,6 летальной рецессивной мутации. Если предположить, что хаттериты дают нам верное представление обо всем человечестве, то, следовательно, около половины из нас — носители смертельного генетического заболевания.

До недавнего времени ничего нельзя было сделать, чтобы предотвратить рождение детей с рецессивными генетическими заболеваниями, хотя риск можно снизить введением программы скрининга. Как мы увидим, более захватывающей (хотя и более пугающей) перспективой представляется изменение ДНК человека, навсегда устраняющее генетические заболевания.

Мальчиков рождается больше, чем девочек, так что во всем мире существует естественное превышение на 3 % рождений мужчин по сравнению с женщинами[414]. Эта разница уменьшается с возрастом, и для молодых людей она постепенно выравнивается. Мужчины чаще становятся жертвами насилия, будь то война, самоубийство или убийство, и чаще погибают в результате несчастных случаев. Гораздо больше мальчиков-подростков, чем девочек, погибает в результате аварий, когда подростки начинают ездить на мотоциклах, опасно водить машину и заниматься опасными видами работ и спорта, а также другими видами деятельности, сопряженными с риском для жизни. Это, как правило, приводит к выравниванию числа молодых мужчин и женщин. После пятидесяти лет женщин становится больше, чем мужчин, поскольку мужчины умирают раньше женщин. У мальчиков и юношей также более высокий уровень смертности, чем у девочек и девушек, поскольку у них более высок риск генетических заболеваний.

Именно наличие Y-хромосомы делает человека мужчиной с биологической точки зрения. Женщины рождаются при отсутствии Y-хромосомы. Как мы видели при рецессивных генетических заболеваниях, у нас обычно есть запасная копия каждого гена, поскольку хромосомы расположены парами. Однако это не относится к мужчинам, поскольку у них есть только одна X-хромосома и одна Y-хромосома. У людей в общей сложности около 20 000 генов, кодирующих белки, но у Y-хромосомы меньше всего генов — около 70. Ключевой ген, делающий зародыш мужчиной, называется областью Y, определяющей пол (SRY). Если SRY присутствует в Y-хромосоме, он включает ряд других генов, что приводит к тому, что гонады развиваются в яички, а не в яичники. Затем яички начинают вырабатывать мужской половой гормон тестостерон. Развитие эмбрионов мужского и женского пола, которое сначала было одинаковым, теперь идет разными путями.

Генетические заболевания, которые гораздо чаще встречаются у мальчиков, чем у девочек, вызваны дисфункциональными генами в Х-хромосоме, поскольку у мальчиков только одна Х-хромосома и нет запасной копии. Болезни, вызываемые мутациями в Х-хромосоме, — одна из причин того, что продолжительность жизни женщин выше, чем у мужчин. Например, мышечная дистрофия Дюшенна, тяжелое заболевание, приводящее к истощению мышц, вызывается мутациями в гене дистрофина, присутствующем в Х-хромосоме. Дистрофин — это огромный белок, который связывается с мышечными волокнами. Если он не функционирует должным образом или вообще отсутствует, мышцы истощаются и гибнут. Мышечная слабость проявляется, как только ребенок начинает ходить, инвалидная коляска необходима ему примерно с десяти лет, паралич ниже шеи типичен к двадцати одному году, а средняя продолжительность жизни составляет всего двадцать шесть лет. Девочки, несущие мутировавший ген дистрофина, не подвержены этому заболеванию, поскольку у них есть функциональный ген в другой Х-хромосоме. Мальчикам повезло меньше. С полом связаны и многие другие состояния, например дальтонизм. Еще один классический пример — гемофилия у европейских королевских особ.

Королева Виктория, как известно, была носительницей гемофилии. У нее было единственное изменение основания (с A на G) в гене фактора свертывания крови IX, необходимого белка для коагуляции. Именно эта крошечная мутация изменила историю. Мутация делает фактор IX намного короче, чем он должен быть, и следовательно, нефункциональным[415]. Ген фактора IX находится в Х-хромосоме, поэтому такие женщины, как Виктория, не получают гемофилию, поскольку у них есть нормальная версия гена в другой Х-хромосоме. А вот если мутация есть у мужчины, ему не избежать этого заболевания. Поскольку у них есть только одна X-хромосома, у них не вырабатывается фактор IX и сильно ослаблена способность крови сворачиваться. У больных гемофилией легко образуются синяки и долго кровоточат любые порезы. Мозг особенно подвержен кровотечениям, вызывающим необратимые повреждения, судороги и потерю сознания. Это состояние обычно впервые замечается, когда у новорожденного ребенка не прекращается кровотечение после перерезания пуповины.

Гемофилии не было ни у одного из предков Виктории, так что, похоже, мутация произошла именно у нее. Точнее, первоисточником, вероятно, была сперма ее отца принца Эдуарда, герцога Кентского, которому был пятьдесят один год, когда она родилась. У пожилых отцов больше вероятности приобрести мутации в сперме, поскольку у сперматозоидов будет больше времени для накопления ошибок. Первый случай гемофилии в британской королевской семье произошел у принца Леопольда, четвертого сына и восьмого ребенка королевы Виктории и принца Альберта. Леопольд родился в 1853 году и получил диагноз пять лет спустя. Когда ему было тридцать, он поскользнулся и упал, ударившись головой, что вызвало кровоизлияние в мозг, которое уже не прекратилось. Он умер рано утром следующего дня.