Медицинская генетика, генетика рака и старения

Особенно глубоко и эффективно проникла классическая генетика в медицину и связанные с ней отрасли биологии. Именно генетическая теория рака – самого страшного бича человечества – оказалась самой перспективной и аргументированной. Эта теория фактически объединила все другие концепции рака – вирусную, канцерогенных веществ и тл. и создала реальные предпосылки для более планомерного наступления на болезнь. Эта теория не была абстрактной – она основывалась на большом количестве точных фактов. Возникновение раковой клетки – результат нескольких направленных соматических мутаций нормальных клеток тканей и органов. Мутации, изменения кода в составе ДНК клетки, в каком‑то проценте неизбежны, так как абсолютно точное воспроизведение сложных полимеров во всех клетках немыслимо. Внутри миллиардов клеток живого тела ежедневно происходят триллионы репродукций одиночных молекул ДНК, и, конечно, не все они могут быть точными. Ошибки возможны везде, и их нельзя избежать в живой природе. Тем более, что не все условия в клетках идеальны для точных репродукций. При различных реакциях обмена образуются так называемые свободные радикалы, окисляющие или изменяющие нуклеотиды ДНК и искажающие информацию некоторых участков генетической системы. Так же действуют примеси нуклеотидных аналогов, поступающих в организм извне и образующихся в ничтожных количествах внутри клеток. Внутренняя и внешняя радиация и молекулярные тепловые флюктуации также действуют в первую очередь на ДНК и РНК и т. д. В связи с этим клетки живого тела все время мутируют, одна клетка на тысячу оказывается «испорченной». Большинство таких клеток погибает, вытесняясь здоровыми. Но среди мутантов могут появиться такие, которые сами размножаются и растут быстрее нормальных клеток и которые выходят из‑под контроля регулирующих систем. Из такой единичной клетки и растет опухоль. Ученые заняты сейчас разгадкой природы раковых мутаций, выявлением факторов, их вызывающих. Без генов здесь не обойдешься – именно в нахождении того, какие гены, изменяясь, вызывают злокачественный рост, кроются реальные возможности радикального решения проблемы.

Всеобщее признание получила генетическая теория старения как процесса медленного накопления соматических мутаций и ошибок синтеза ДНК, РНК и белков. Длительность жизни – это наследственный признак, одни мутантные расы, например мухи, скачкообразно увеличивают длительность жизни почти вдвое, другие – становятся короткоживущими. Факторы, усиливающие ошибки синтеза ДНК, укорачивают жизнь. Напротив, вещества, введенные извне и «гасящие» в клетках внутренние мутагенные факторы, могут при систематическом введении удлинять жизнь (опыты Хармана на крысах).

Но особенно четко вырисовывается сейчас проблема наследственных болезней, болезней генов и хромосом. К настоящему времени уже сотни наследственных болезней описаны в литературе. Некоторые из них локализованы на отдельных островах, другие на отдельных континентах, но большинство имеет глобальный характер. Наследственные патологии, например, серповидноклеточная анемия, обнаружены у сотен миллионное жителей тропических и субтропических областей. Носителями генов серповидноклеточной анемии являются от 10 до 30 % жителей тропических и некоторых субтропических областей, и примерно каждый десятый ребенок умирает именно от перехода гена в так называемое гомозиготное состояние. Однако порок, наследуемый от одного из родителей, оставаясь скрытым, предохраняет несущих его людей от губительной малярии, свирепствующей в этих районах, и потому число людей с генами анемии в малярийных областях не уменьшается, а увеличивается. Искоренение малярии создает основу для уничтожения наследственного порока, для спасения миллионнов людей, что будет возможно только при хорошо налаженной генетической консультации.

Подсчитано, что в среднем каждый десятый рождающийся на земле человек страдает тем или иным наследственным недутом, иногда слабым, иногда явным, и только генетика может найти природу и пути лечения, а главное, методы предупреждения аномалий. Болезни могут искореняться медициной лишь в тесном контакте с генетикой, и сеть медико‑генетических консультаций, предупреждающих возникновение болезней и учитывающих их распространение, ныне начинает расти во многих странах.

Генетикой была, например, раскрыта генная детерминация такой тяжелой болезни, как гемолитическая желтуха. В США это заболевание встречается у 0,4 % младенцев. Благодаря генетическим консультациям смертность от болезни была снижена в США в последнее десятилетие в десятки раз.

Около 5–7 % общего числа эмбрионов гибнет, как подсчитано, из‑за нерасхождения некоторых хромосом при дроблении яйцеклетки.

Особенно широко распространены генетические аномалии обмена.

Подсчитано, что в результате длительного запрета на медицинскую генетику в СССР сейчас несколько миллионов случаев наследственных и мутационных патологических процессов и аномалий лечится без установления диагноза, и результаты такого лечения, естественно, не могут быть обнадеживающими. Призрачные концепции о том, что все эти болезни – явление только социальное, должны быть забыты. Нужно не тешить себя надежжой, что они сами отступят. Нужно объявить им решительную борьбу.

Важно отметить, что относительное и абсолютное число наследственных болезней имеет в последнее время тенденцию к увеличению. Это происходит в результате ряда причин: искоренения многих инфекций и других факторов, поражавших в первую очередь конституционно ослабленных людей, часто излишнего и неумелого использования рентгеновских просвечиваний, испытаний атомных бомб и других мутагенных факторов. Между тем преподавание генетики в медицинских вузах нашей страны отсутствовало, стабильных учебников и руководств по медицинской генетике на русском языке не было (при наличии десятков иностранных руководств), лабораторий медицинской генетики очень мало, и даже тот уровень медицинской работы в этой области, какой был у нас 30 лет назад, в период существования в СССР Медико‑генетического института (проф. Левит), далеко не достигнут.

Радиационная генетика

Значение генетики не ограничивается медициной и сельским хозяйством. Генетика приобретает большое оборонное значение. Мощные средства управления наследственностью, открываемые классической генетикой в форме мутаций, в руках милитаристов становятся орудием уничтожения. Средства защиты от него могут быть основаны только на генетической науке, в той же степени, например, в какой эффективная противоракетная защита может быть основана лишь на преимуществе в области ракетной техники.

Нельзя также не учитывать и того, что радиационные поражения от атомной бомбы и других излучений – это главным образом генетические поражения, повреждения генов и хромосом (см.: Дубинин Н. П. Радиационная генетика М., 1962; Астауров Б. Л. Генетическая теория лучевой болезни // Природа. 1962. № 4). Следует отметить, что, помимо мутагенных веществ, генетики изучают и антимутагенные вещества, защищающие организм от вредного действия излучений и радиации. Для поисков таких веществ наиболее успешно применяется в качестве теста именно «бесполезная» мушка‑дрозофила. Ведь мутагенные и антимутагенные факторы практически едины для всей живой природы. Без разработки радиационных аспектов генетики невозможна и космическая биология, антимутагенные вещества – в будущем необходимая составная часть рациона космонавтов.

Классическая генетика, со своими генами и хромосомной теорией, несомненно, явится главным стержнем биологии будущего. Она смотрит вперед, она развивается, она набирает силы.

Практические аспекты лысенковской агробиологии [52]