Кішки та генетик(Про нешкідливість трансгенних тварин та спільний предок людини та кішки), Наука майбутнього
Кішки та генетик(Про нешкідливість трансгенних тварин та спільний предок людини та кішки)
Забарвлення агуті - сіре зі смугами або розлученнями - домінує над чорною, тигровий малюнок над мармуровим, коротка вовна над довгою. У панд та рептилій таких ознак мало.
Ще одна важлива ілюстративна перевага кішок: досить часто дві особини, якщо вони не породисті, відрізняються один від одного тільки за однією ознакою - забарвленням або довжиною вовни, - а в усьому іншому подібні. Це відрізняє їхню відмінність від собак, які завжди несуть у собі відбиток породи (чи кількох порід) і відрізняються відразу за кільком ознаками. Тому саме кішка, а не собака ідеальний приклад для пояснення основ генетики - законів Менделя. у галузі еволюційної біології?
Секвенування генів більшості котячих - від лева до домашньої кішки - дозволило відтворити картину їх напрочуд швидкої, всього за 16 мільйонів років, еволюції, пов'язаної з неодноразовими міграціями з одного материка на інший. Більш широкий аналіз хижих приніс цікаві результати. Виявилося, що гієни за походженням ближче до кішок, ніж до собак. Нарешті, було створено глобальне дерево ссавців, з якого випливає, що останній загальний предок кішки, а разом з нею коня, кажана, кита з одного боку і людини, а разом з ним миші, хом'яка та зайця — з іншого жив на Землі. ,4 мільйони років тому. І що найчудовіше, з порівняння геномів його сучасних нащадків, у тому числі нас і наших котів, ми можемо вивести, як він виглядав і який спосіб життя вів. І цей найзагальніший предок — це ж не щось абстрактне, це було реальнетварина, маленька тваринка, яка жила під землею, вела нічний спосіб життя і тому мала чудовий нюх, але не розрізняла квітів. І ось вона-то і була нашою з вами бабусею і одночасно бабусею вашого кота. Отже, вивчення цих тварин може багато розповісти і про те, як подорожувала планетою людина?
Це питання геногеографії. Як науку її створив радянський генетик Олександр Серебровський ще 1920-ті роки і застосував її до популяцій курей. Але першим по-справжньому глобальним геногеографічним дослідженням був ініційований англійським біологом Джоном Холдейном проект вивчення котячих популяцій. Він виявив дуже цікаві особливості міграції котів разом із людьми в історичний час. Тобто завдяки цим тваринам ми змогли зрозуміти, як розселялася людина. Також робота учнів та послідовників Холдейна допомогла встановити, як на котячі популяції впливали основні фактори еволюції: відбір, ізоляція, дрейф генів. Наприклад, було виявлено несподіване явище індустріального меланізму: у містах темних кішок більше, ніж у селах. Чи залишилося тут взагалі, що вивчати — чи можуть ці тварини ще принести користь науці?
Вражаюче, але при всіх успіхах генетики та молекулярної біології ми досі не можемо відповісти на просте дитяче питання: звідки у зебри, тигра і, природно, кішки смуги на шкурі? Адже насправді це ключове питання біології розвитку та біології взагалі. Чому в одних клітинах працюють одні гени, а в інших інші? Тобто загалом ми це знаємо, аледиявол в деталях.
Ми розуміємо, чому різні гени працюють у різних тканинах. І це розуміння – виявлення ролі транскрипційних факторів (білків та РНК) та епігенетичних модифікацій геному у контролі процесів розвитку – можна вважати одним із головних проривів у сучасній біології.
Напевно, ці ж фактори визначають, чому одні й ті ж гени по-різному працюють у різних клітинах однієї і тієї ж тканини і як утворюються смуги та інші візерунки на тілі кішки, але деталі цього процесу ми досі не розуміємо навіть не знаємо точно, чи ці фактори тут діють чи якісь інші.
Експерименти над тваринами нерідко викликають у людей обурення. Вчені на це відповідають просто: «Якби ми не мучили звірка, довелося б мучити людину». Чи були якісь важливі і, можливо, не дуже гуманні досліди над кішками, які зробили серйозний внесок у науку та вберегли при цьому людину?
Наскільки я знаю, на кішках експериментували переважно нейрофізіологи. Що вони там важливого відкрили саме на цих тваринах, я точно не знаю, тому що працюю в іншій області. та встановлення суворих правил поводження з тваринами вчені взагалі перестають будь-кого мучити. Багато досліджень проводяться на культурах клітин.
Що мене ще тішить, так це що кішки та собаки як модель для експериментів повністю вийшли з моди. І сталося це з суто наукових причин. Від експерименту вимагають відтворюваності. А вона можлива лише під час роботи з чистолинійними, генетично ідентичними тваринами. Є чистолинійні миші, щури, хом'яки, рибки даніо-реріо. А чистолинійних кішок немає і не може бути. Тож і експериментувати на них неза чим.
Не можу не поставити питання про ГМО та масову істерію з цього приводу. Що таке генна модифікація та чому людям не варто боятися трансгенних продуктів? Над кішками генні інженери теж попрацювали, але ж напевно генно-модифікована особина анітрохи не шкідливіша за звичайну?
Генно-модифікована кішка від нормальної відрізняється лише тим, що, якщо направити на неї ультрафіолет, вона світитиметься червоним. Світиться кішка через те, що в її клітинах є червоний флуоресцентний білок медузи. А цей білок у неї не тому, що вона з'їла медузу, а тому що вчені виділили ген цього білка з геному медузи і потім шляхом складних хитрощів вставили в геном кішки. Це і є генна модифікація.
Якщо ви пограєте з трансгенною кішкою і навіть з'їсте її, ви від цього не засвітитеся. Трансгени нічим не відрізняються від нормальних генів, вони не переносяться повітряно-краплинним або, як би це краще висловитися, шлунково-кишковим шляхом від однієї тварини до іншої або від рослин до тварин. Коли ви їсте огірки, ви навіть їсте огіркові гени. Однак при цьому не стаєте зеленими і пухирчастими. Взагалі, з приводу істерії з ГМО треба не до генетиків звертатися, а до психіатрів та політтехнологів. Для нас тут все зрозуміло: генна інженерія — це найбільше досягнення науки всіх часів і народів і єдиний засіб прогодувати нинішнє та майбутнє населення Землі на існуючих площах та з мінімумом забруднення середовища.
За нинішніх правил створення та використання ГМО шкідливі наслідки для здоров'я людей та біосфери теоретично вкрай малоймовірні. За десятиліття використання трансгенів не виявлено жодного небезпечного ефекту. Тільки кричущою неграмотністю політиків та їхніх радників чи, що ще гірше, їхньої злочинноїбрехнею заради вирішення дрібних миттєвих проблем можна пояснити заборони на ГМО в Європі, а тепер і в нашій країні. Тож запитайте у політтехнологів, як і навіщо ця істерія роздмухується, а у психіатрів — чому люди так легко ведуться на дурні страшилки на кшталт шкоди щеплень та ГМО та заплющують очі на справді серйозні проблеми, такі як зміна клімату та поширення патогенів, стійких до ліків.
Минулого року ви говорили, що збираєтеся запустити проект, пов'язаний з геногеографією кішок, — збиратимете їхній генетичний матеріал і робитимете карту переважання різних фенотипів у регіонах України та інших країнах. Є якісь результати?
Проект поступово розгортається. Минулого року в рамках літньої школи фонду «Династія» мої колеги на чолі з професором Юрієм Аульченком організували та виконали чудовий геногеографічний проект. Вони попросили учасників цієї школи нафотографувати у своїх містах та селах якнайбільше кішок, взяти у деяких зразки вовни та привезти їх у Пущино.
Школярі це завдання з блиском виконали. Вони завантажили до групи «Геногеографія кішок, літня біологічна школа» у соцмережі «ВКонтакті» близько 400 фотографій. На підставі аналізу цих знімків вони збудували філогенетичне дерево котячих популяцій України. А із зібраних зразків вовни виділили мітохондріальну ДНК, відсеквенували її та визначили генотипи, типові для різних районів нашої країни.
Так що тепер за зразком вовни, наприклад по котячому волоску, що прилип до штанів злочинця, можна буде визначити, з якого міста цей зразок і, звідки його притягнув злочинець. Однак поки що вивчено мало міст, тому і дерево не особливо точне, і обмежена діагностика. Заразподібний проект роблять при новосибірському Центрі «ДІО-ГЕН». А взагалі підключитися до цих проектів і зробити багато корисного як для науки, так і для розкриття злочинів може будь-який бажаючий. ?
Я займаюся вивченням поведінки хромосом у мейозі, тобто при утворенні статевих клітин. Відповідно, мене цікавлять тварини, які мають щось цікаве в наборі хромосом. Це звичайні сибірські землерийки та аргентинські туко-туко, які примудряються жити та успішно розмножуватися, маючи у хромосомному наборі безліч різних перебудов. Це гібриди польок, у яких мейоз зупиняється тому, що хромосоми не можуть знайти один одного, хоча намагаються щосили. Це самі полівки з дуже старими, старшими за 250 мільйонів років, і зношеними статевими хромосомами, з одного боку, і рибки гуппі з юними, не старшими за 30 мільйонів років, статевими хромосомами — з іншого... Але, як я вже казав, якщо справа стосується науково -популярної книги, допомагати читачеві продиратися крізь нетрі генетики все-таки краще на прикладі кішок.
А якби котів не було, на прикладі кого чи чого ви стали б пояснювати генетику?
Зараз досить добре досліджена генетика багатьох свійських тварин. Пояснював би на конях чи рибках гуппі.
Як я зрозуміла, до кішок ви відчуваєте насамперед науковий інтерес. А як ви ставитеся до них просто як людина? Чи є у вас вдома котик?
До кішок я ставлюся дуже добре на вулицях і в будинках родичів та приятелів. І в себе терпів, коли їх діти тягли. Зараз у мене вдома живе онук. Хочете, я поясню, чому і чим онук кращий за кішку?
Напевно у вас є якась смішна чи повчальнаісторія про кішку або, можливо, про онука з кішкою…
Краще про приятеля з котом. Раніше у Сибіру було холодно, а м'ясо у магазинах продавали рідко. Тому люди восени закуповували одразу багато м'яса, різали його на шматки та зберігали на балконах. У знайомого професора був кіт, якого звали Кіт. Він мешкав на п'ятому поверсі. Взимку гуляв балконами і іноді повертався зі шматком м'яса, який чесно віддавав господареві. Хазяїна, звичайно, мучила совість, але оскільки ходити по сусідах і питати: «Чи не ваш шматок м'яса?», було якось незручно, він віддавав м'ясо Коту. Але так, щоб звір не знав, що це те саме м'ясо, яке він щойно приніс. І завжди з педагогічних міркувань кота лаяв.
Сірий над чорним
Павло Бородін