Итак, напомню вопрос:
Можно ли, скажем, в шпионско-фантастическом произведении при помощи инъекции ДНК (или что там?) поменять человеку хотя бы цвет кожи и глаз? (Сразу вспоминаются ухищрения маскировки в «Луне» Хайнлайна). Можно ли морфологически изменить человека и в каких пределах?
(Т. Яланский)
«Мадемуазель, – улыбнулся Пуаро, – если бы вы изучали законы Менделя, то знали бы, что у двух голубоглазых людей не может родиться кареглазый ребёнок».
(Агата Кристи. Убийство под праздник. 1938)
В прошлой публикации мы выяснили, что цвет глаз зависит от множества факторов: от количества и цвета пигмента, от его распределения в радужной оболочке и от структуры самой радужной оболочки, в том числе – от прозрачности или непрозрачности её среднего слоя, содержащего коллагеновые волокна. И отсюда возник вопрос: неужели всё это зависит от одного-единственного гена? Точнее, я надеюсь, что у читателя возникло убеждение: нет, не может быть, такой сложный признак не может зависеть от одного-единственного гена и наследоваться строго «по Менделю», как об этом говорит незабвенный Эркюль Пуаро.
Не стоит корить великого сыщика и его создательницу. Во времена написания «Убийства под праздник» менделевское наследование цвета глаз казалось установленным. Допустим, есть самый доминантный аллель (вариант гена) – карий (К); несколько менее доминантный – зеленый (к1); и, наконец, самый рецессивный – голубой (к2). Тогда у родителей с карими глазами и генотипами Kk2 может родиться голубоглазый ребёнок, а обратная ситуация – рождение кареглазого ребенка у голубоглазых родителей – невозможна. Вся сложность и всё разнообразие реальных цветов глаз при этом как бы выносились за скобки.
По мере усложнения представлений о том, от чего зависит цвет глаз, нарастала и уверенность: не всё так просто. К тому же, хоть и редко, но всё же встречались случаи появления кареглазых детей у более светлоглазых родителей.
И всё же исследование наследования цвета глаз, довольно сложное само по себе, не стало бы возможным, если бы не возник запрос от практиков. И в качестве этих практиков выступили криминалисты. В самом деле: на месте преступления могут оставаться следы слюны, спермы, капли крови, короче – различный биоматериал. Что он может дать, кроме очевидного «мужчина-женщина»? С развитием методов секвенирования ДНК и изобретением ПЦР стало ясно: очень многое, надо только научиться читать.
К 2009 году было открыто восемь генов, влияющих на цвет глаз. Несколько лет спустя их уже было шестнадцать. Сейчас иногда пишут о более чем ста генах и даже ста пятидесяти.
А что же с практическим запросом? Можно ли определить цвет глаз человека по капельке крови или слюны?
В целом – можно. Конечно, предсказания, сделанные на основании генотипов, не дают стопроцентной гарантии, и это неудивительно. (Стопроцентной гарантии не получилось бы даже при более полном изучении тонкостей формирования цвета глаз, но причин этого мы касаться не будем). Тем не менее, достигнутая точность достаточно высока: от шестидесяти до восьмидесяти процентов, а иногда и выше.
А всё же, как это работает на практике?
Самый известный пример – два гена: OCA2 и HERC2. Первый влияет на количество пигмента – меланина. Второй способен «включать» и «выключать» первый. Достаточно повредить любой из них, чтобы количество меланина уменьшилось и глаза оказались светлыми. Мне попалась удивительно наглядная и остроумная иллюстрация – аналогия с лампочкой:
Оба эти гена, кстати, находятся рядом, в пятнадцатой хромосоме:
Можно это приложить к нашей «шпионской» задачке? Ещё как! Осветлить или наоборот затемнить глаза можно, «включая» или «выключая» OCA2, причём «выключатель» известен.
А вот ещё один способ. Внутриклеточная регуляция синтеза тех или иных веществ частенько происходит при участии циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Не избежал этого участия и синтез меланинов. Как мы помним, эумеланин (тёмный пигмент) и феомеланин (рыжий) синтезируются из общего предшественника – тирозина. Чтобы синтез пошёл по «рыжему», а не «тёмному» пути, достаточно снизить количество цАМФ и увеличить количество аминокислоты цистеина. В свою очередь, количество цАМФ зависит от регуляции гена ASIP/PIGU, причём эта зависимость обратная. Кодируемый этим геном белок снижает концентрацию цАМФ. То есть, и с этим геном можно играть.
А как доставить нужный фрагмент ДНК к «месту службы» - мы уже разбирали. И напомню: стойкий эффект возможен лишь если внести изменения в сам геном человека; но для нашего условного «шпионского» рассказа, вероятно, интереснее те варианты, в которых изменение цвета глаз обратимо.
И можно придумать ещё не один способ!
Как всегда - задавайте вопросы!
©Татьяна Виноградова для Синего Сайта
Не пропустите новые публикации, подписывайтесь на наш канал, оставляйте отзывы, ставьте палец вверх – вместе интереснее! Приносите своё творчество на Синий Сайт! Самые интересные работы познают Дзен!
#синий сайт #полезно для авторов #литература #биология