Ученые увидели в "мусорной ДНК" лекарства нового поколения

"Но главное –  сам термин "мусорная ДНК" пора выбрасывать в мусорную корзину", –  говорит руководитель проекта ENCODE доктор Юэн Бирни из Кембриджа.

Расшифровка человеческой ДНК стартовала в 1990 году, когда генетики из разных стран объединили свои усилия в рамках проекта "Геном человека" (The Human Genome Project –  HGP). В 2000 году у них был готов "черновик" этого генома, а к 2003 году составлена карта 99,99% человеческой ДНК.

При этом выяснилось, что у человека всего 28 тысяч генов и занимают они меньше 2% места в ДНК. Остальные 98% молекулы наследственности, как тогда казалось, состояли из бессмысленной для жизни человека информации. Ее называли некодирующей, избыточной, "эгоистичной" ДНК, но в итоге победил термин "мусорная ДНК" (junk DNA). Эта ДНК не кодировала белки, а лишь воспроизводила сама себя. Зачем она это делала, никто не понимал.

"Потратив 13 лет и $3 млрд на проект "Геном человека", его участники поняли, что они ничего не поняли", –  так прокомментировал для РИА Новости ту ситуацию замдиректора по науке Института молекулярной генетики РАН Вячеслав Тарантул.

Сразу после окончания HGP в 2003 году начался новый международный мегапроект ENCODE, который длился почти 10 лет. Над ним в течение девяти лет работали более 400 ученых из 32 лабораторий в Великобритании, США, Испании, Сингапуре и Японии.

Попутно они составили генную карту неандертальца и убедились, что его ДНК совпадает с нашей на 99,5%, то есть существует принципиальная возможность превратить в него современного человека. И даже понятно, какие именно гены надо для этого подправить у человеческого зародыша.

На этой неделе ученые отрапортовали о завершении своей работы над "Энциклопедией элементов ДНК".

"На ее основе можно создавать принципиально новые лекарственные препараты или найти новое применение существующим методам лечения", –  обещает доктор Иэн Данхэм из Кембриджа.

"Опять ясно, что еще ничего не ясно", –  шутит Вячеслав Тарантул.

Профессору, по его словам, вообще непонятно, зачем было так громко объявлять о результатах исследований, которое идут давно и конца которым пока не видно.

Феномен британских ученых

Руководство проектом ENCODE находилось в Кембридже, и основные работы в рамках проекта были сделаны в Великобритании, а объяснять, какое влияние на ум простого человека оказывает бренд "британские ученые", вероятно, не надо.

Британские ученые традиционно отличались высоким уровнем своих исследований еще со времен Исаака Ньютона. Но только в эпоху всеобщей компьютеризации стало возможным создать из них своего рода торговую марку. К этой марке часто относятся с иронией, но было бы ошибкой распространять эту иронию на всю деятельность упомянутых ученых.

Главный их рупор еженедельник Nature выходит по четвергам, а его интернет-версия становится доступной в среду. Тогда же еженедельник выпускает пресс-релизы и проводит пресс-конференции для журналистов, объявляя об очередном эпохальном достижении британской науки.

Понятно, что открытия британские ученые делают не каждую неделю. Но в эпоху всеобщего пиара выдать любое рутинное исследование за сенсацию несложно, надо только придумать хлесткий заголовок и правильный мессидж.

Например, в эту среду обложку Nature украсили дюймовые буквы ENCODE, а на еженедельной пресс-конфренции и пресс-релизах специально обученные люди объяснили, что отныне тайн в геноме человека нет и теперь всех вылечат.

Технологией научного пиара англичане овладели в совершенстве, тем самым, кстати, лишний раз подтвердив высокий уровень своей науки –  маркетинговой, на этот раз.

По тому же пути решили пойти в США и создать конкурирующий бренд "американские ученые". Но фатальным препятствием стало то, что главная трибуна американских ученых журнал Science выходил по пятницам (интернет-версия, соответственно, появлялась в четверг).

Казалось бы, чего проще перенести выпуск Science на среду или даже вторник. Увы, в фундаментальной науке так делать не принято, здесь от святости приоритета зависит благополучие и само существование ученых, и потому даже в мелочах царит принцип fair play –  честной игры. Издателей  Science за подобные действия осмеяли бы и подвергли  всеобщему презрению.

Так что американские ученые обречены опаздывать на сутки со своими еженедельными эпохальными открытиями.

Если кто-то не верит, то может самостоятельно погуглить и убедиться, что британские ученые особо плодовиты в медиа-пространстве по средам (у нас –  по четвергам, так как надо еще перевести на русский язык и хоть как-то прокомментировать), а американские, соответственно, по четвергам и пятницам.

Все остальные делают научные сенсации на протяжении всей недели, но выглядят они гораздо бледнее, потому что на раскрутку в их странах нет таких денег, как в Америке, и такого умения, как в Великобритании.

Впрочем, все это к слову. В случае с "мусорными генами" гораздо интереснее понять, есть за этим броским словосочетанием что-то более значимое для обычного человека, чем повод лишний раз вспомнить о существовании британских ученых.

На сегодня очевидная польза от "мусорных генов" –  только одна. Часть из них используется как маркеры при ДНК-дактилоскопии, которую широко используют полицейские в телесериалах и гораздо реже –  в реальной жизни.

"Самая большая ДНК-картотека сейчас в ФБР, там счет индивидуальных ДНК-профилей идет уже на миллионы. Поменьше банк данных в Великобритании. И там, и там ДНК-типируют каждого, кто попал в полицию по мало-мальски серьезному поводу. У нас, по закону о государственной геномной регистрации, который вступил в силу в 2009 году, типируют только преступников, совершивших тяжкие преступления, так называемых половых преступников всех категорий и неопознанные трупы", –  поясняет замдиректора Российского центра судмедэкспертизы Павел Иванов.

Что касается других практических применений "мусорной ДНК", то пока она оправдывает свое название. Хотя никто их ученых по-настоящему мусором ее никогда не считал.

"Какая-то часть ДНК живых существ, похоже, действительно мусорная, в буквальном смысле этого слова. Во всяком случае, мыши, у которых вырезали часть ДНК, спокойно жили на протяжении многих поколений", –  говорит профессор Тарантул.

Однако "мусорные" участки ДНК, по его словам, все время сокращаются. Как выяснилось, одни из них участвует в удвоении ДНК при делении клеток, другие выполняют функции регуляторов работы нормальных, немусорных генов. Только в рамках проекта ENCODE  были найдены четыреста тысяч новых "переключателей" генов.

"В мусорной ДНК человека ясно видны участки, которые принадлежали древним вирусам. Когда-то они встроились в ДНК и воспроизводили себе подобных в несметном количестве, выпуская их в наш организм и вызывая болезнь. Но затем по какой-то причине прекратили свою активность и остались навечно замурованными в молекуле нашей ДНК", –  рассказывает профессор Иванов.

По его словам, сейчас онковирусы и вирус иммунодефицита человека ведут себя точно так же, как когда-то вели себя древние вирусы. Попав в организм человека, они встраиваются в его ДНК и оттуда реплицируют (размножают) себе подобных.

"Бить возможно только копии вирусов в момент, когда они выходят в организм из зараженной клетки. Но их источник, их матрицу, можно убить, только выковыряв ее из ДНК. А это, не повредив молекулы ДНК, сделать нельзя", –  поясняет профессор Иванов.

Сейчас вся стратегия лечения рака и СПИДа заключается в избиении очередных порций копий вирусов по мере их изготовления на матрицах или изобретении способов выковырять их матрицу из ДНК. 

По мнению профессора Иванова, если мы поймем механизм превращения подобных вирусов в генетический мусор в ДНК человека, то можно всерьез надеяться на создание кардинальных лекарств от рака и СПИДа.

Проект ENCODE прибавил знаний о "мусорной ДНК". Но главное – указал направление, куда надо двигаться, чтобы научиться выключать ВИЧ- и онковирусы и погружать их в летаргический сон внутри нашего ДНК, превращая в генетический мусор.