Старая, старая "Сказка для научных сотрудников младшего возраста"

Рождение человека будит в нас размышления о тайнах возникновения жизни. Философские вопросы бытия встают перед нами, и неизменно удивление: как? Как это произошло? Трудно найти в нашем мире явление, сопоставимое с поразительным феноменом эмбрионального развития. Спор о том, как оно происходит, по-прежнему не решен. Сегодня мы столкнулись с тем, что человечеству предлагают использовать эту тайну вполне поземному, в собственных нуждах. Что это? Мистификация или величайшее открытие двадцатого столетия? А может быть, игра вслепую, наугад? Об этом наш корреспондент Екатерина Павлова беседует с доктором биологических наук, заведующим лабораторией развития нервной системы человека Института морфологии человека РАМН Сергеем Вячеславовичем Савельевым.

- Сергей Вячеславович, сейчас на наших глазах происходит невероятный взрыв интереса к генетике. Это вызвано широковещательными сообщениями ученых о достижениях в клонировании. Фотографии овечки Долли обошли все печатные издания мира. Но вам как эмбриологу лучше, чем кому-либо известно, сколь сложен и даже загадочен процесс эмбрионального развития. Наверное, следовало бы восхищаться тем, что он вообще возможен. Мы не сознаем того, что взрослый организм - это лишь одна стадия в длинной последовательности ступеней развития. И как знать, главная ли .

- Эмбриогенез - удивительная вещь. Из генетической линейной структуры ДНК получается трехмерный организм. Как - до сих пор никто не знает.

Существует линейная запись генетического кода в молекулах ДНК, она представляет собой запись последовательности аминокислот для молекул различных белков. Аминокислоты собираются в белки. Но ген - это линейная структура, нет в них никакой записи формы уха, нет записи формы глаза, носа или длины ног. Да и быть не может. Там записаны только белки, из которых все строится, и как максимум время появления белков, или, как говорят генетики, время экспрессии генов. Часть генов репрессирована, то есть неактивна, часть генов - активна.

В эмбриональном развитии в разное время появляются разные белки. Существуют гены-регуляторы, которые регулируют время и скорость синтеза или количество синтезируемого белка. И все. К форме организма это не имеет никакого отношения. Например, мы можем взять клетку с внутренней стороны щеки, размножить ее и получить килограмм таких клеток. И что дальше? Удастся ли из этого килограмма клеток сделать хотя бы кончик вашего носа при том, что мы многое умеем в генетике? Никогда в жизни, потому что мы не знаем законов, по которым из линейной структуры белков возникает трехмерная форма.

Размножать клетки в пробирке сейчас уже может любой лаборант, а вот сделать из них хоть что-нибудь вне организма нельзя. Проблема не только сложна, но даже драматична в том смысле, что механизмами формообразования, то есть превращения линейной структуры в форму, на сегодняшний день никто не занимается. По сути дела, за последние несколько десятилетий мы далеко не продвинулись. Более того, чем дальше, тем яснее становится, что генетической детерминации развития нет, судьба клеток не закодирована геном, она вероятностна. Звучит ошеломляюще, но это так. Законы формообразования играют в эмбриогенезе не меньшую роль, чем генетическое наследование.

Вот вам пример, который, кстати, прекрасно демонстрирует и то, насколько иллюзорны могут быть научные победы. Некоторое время назад группа генетиков получила Нобелевскую премию за открытие генетической детерминации развития формы мозга. На ранних стадиях развития в мозге возникают складочки, которые называются сегментами головного мозга или нейромерами. Они обозначают будущие места выхода черепно-мозговых нервов, то есть представляют собой эмбриональную временную структуру, которая потом исчезает. Было показано, что нейромеры возникают в точном соответствии с активацией определенных генов. На каждые два сегмента приходится экспрессия одного гена. Вот, казалось бы, как все хорошо: ген экспрессировался - появилось два нейромера, два сегмента головного мозга. Учитывая, что работают гены с перекрыванием, получается, что каждая пара сегментов закодирована парой определенных генов. Вот вам и Нобелевская премия.

А что же происходит на самом деле? При внимательном чтении статей авторов эксперимента, из их же собственных данных делается ясно, что соответствующие гены проявляются в зоне образования складочек после того, как структуры возникли и исчезли! Не гены определили появление складочек в мозге, а морфологические структуры появились и привели к их проявлению. Но в генетическом подходе заложен некий стереотип, который не позволил ученым признать, что большое событие может предшествовать маленькому; поэтому, предпочитая не верить глазам своим, они объяснили то, что видят, привычным образом. И сделали вывод, что форма мозга генетически предопределена, хотя факты говорят об обратном.

Само явление уже подробнейшим образом разобрано. А вот как сначала возникла форма, а уж потом активировались гены - абсолютно не ясно. В этом-то весь фокус. Хотя примеров того, что сначала происходит морфологическое событие, а затем уже экспрессируются гены, достаточно много. Особенно хорошо это видно на ранних стадиях эмбриогенеза, когда количество работающих генов еще не так велико. Дальше картина начинает маскироваться, и на поздних стадиях развития уже, конечно, невозможно отличить, где причина, а где следствие.

У нас есть определенные представления по поводу механики развития, но понастоящему законов формообразования мы не знаем ни одного. И более того, не занимаемся ими. Уровень нашего незнания эмбриогенеза очень высок. Более или менее прилично современная наука представляет себе генетику организмов, клеток, событий, финальную анатомию, а вот механизмы развития так и остаются тайной.

Генетический подход - эта новая религия XX века - себя в известной степени исчерпал. Поэтому генетики сегодня пытаются привлечь в свою область средства из той области, которая к ним отношения не имеет. И именно поэтому мы сегодня обсуждаем проблему клонирования.

- В зоотехнике известны методы получения клонов высокопородных животных, основанных на оплодотворении "в пробирке". Насколько работа шотландских ученых с ними сопоставима?

- Что такое оплодотворение "в пробирке"? Берут яйцеклетки у женщины из яичника, выпускают их в чашку Петри. Какая-то из яйцеклеток оказывается зрелой. Потом подпускают мужскую сперму. Сперматозоид внедряется в эту яйцеклетку. Дальше есть три варианта. Либо инкубируют яйцеклетки пару дней, а затем впрыскивают их через трубу в матку, подготовленную для прикрепления зародыша, то есть для имплантации.