Доминирование и покорность через призму биотехнологии

В категориях: Политика, экономика, технология


Ася Казанцева    

Удивительные события происходят с области биотехнологий. Новейшие методы генной модификации дают возможность получать практически что угодно. Путем воздействия на конкретные гены, ученые смогли увеличить в два раза продолжительность жизни лабораторных животных, обогатили их цветовое зрение, научили бегать марафон с потрясающей выносливостью, заставили соблюдать супружескую верность.

Но чтобы получить результат, необходимо каждый раз знать, какой конкретно ген отвечает за искомый признак, что собой представляет продукт его экспрессии, с чем он связывается в клетке и какие именно изменения в данную биохимическую цепочку лаборатория собирается внести. Если тридцать разных генов отвечают за признак, да еще - непонятно каких, то на помощь приходит старая добрая селекция: подбор и скрещивание подходящих особей для улучшения их породы.

Образно говоря, прежняя селекция – это кувалда и бензопила, чтобы переворошить половину генома, а новейшая генетическая модификация –маникюрные ножницы и пинцет для выделения и переноса конкретного гена.

Если взять двух голодных мышей или крыс и поместить их в экспериментальную камеру, где есть только одна поилка со сладким молоком, к которой животные не могут подойти одновременно, то во многих парах через несколько экспериментальных сессий сформируются устойчивые доминантно-субмиссивные взаимоотношения. Мышь-лидер всегда будет проводить у поилки больше времени и потреблять больше вкусненького, а мышь-подчиненный будет довольствоваться жалкими остатками. Этот поведенческий тест – довольно популярная методика при исследованиях депрессии. Дело в том, что прием антидепрессантов часто изменяет расстановку сил: угнетенная мышь после курса лечения набирается решительности, идет бороться за свои права и свое молочко и нередко добивается успеха.

В 2007 году исследователи из лаборатории молекулярной психиатрии Ариэльского университета в Израиле решили, что настало время изучить генетические особенности доминантных и субмиссивных животных. Они взяли генетически неоднородную линию мышей (трогательно названных Sabra mice – это же слово применяют к людям, родившимся в Израиле) и начали гонять их через тесты с поилкой и скрещивать лидеров с лидерами, а аутсайдеров с аутсайдерами. В родительском поколении устойчивые доминантно-субмиссивные пары формировали только 33% самцов и 25% самок. Их дети вступали в постоянные иерархические взаимоотношения в 50% и 40% случаев соответственно. В четвертом поколении доминанты подавляли субмиссивов в 75% и 80% пар. Сегодня лаборатория работает с двадцатым и последующими поколениями и, вероятно, уже вплотную приблизилась к тому пределу, до которого поведение определяется генами, а не случайным везением. Частота формирования устойчивых взаимоотношений «лидер – подчиненный» в парах мышей теперь колеблется в районе 95–98% и уже перестала заметно увеличиваться в каждом следующем поколении.

Но, естественно, только отбором ученые не ограничиваются. Они, кроме того, ищут гены, отвечающие за доминантное и субмиссивное поведение (что позволит лучше понимать генетику человеческой депрессии), а еще выясняют, как влияют на поведение таких мышей различные психоактивные вещества. В работе 2013 года исследователи пишут, что многие анксиолитики, антидепрессанты и стабилизаторы настроения действуют на две группы мышей по-разному. Например, диазепам снижает тревожность у субмиссивных мышей (как ему, в принципе, и положено), но, напротив, делает более беспокойными доминантных. Подобные исследования помогают объяснить, почему лекарства не всегда предсказуемо действуют на людей.

Дырокол не страшен

В Ветхом Завете говорится, что если еврей находится в рабстве у еврея, то на седьмой год его необходимо отпустить на свободу. Если же он не захочет уходить, то «возьми шило и приколи ухо его к двери; и будет он рабом твоим навек». Эта практическая рекомендация основана на том, что дырки в ушах у людей практически не заживают. У мышей они тоже не заживают – если только это не мыши Спалланзани (также фигурирующие в научных публикациях под буквенным кодом MRL).

Лазаро Спалланзани был естествоиспытателем XVIII века, первым человеком, всерьез изучавшим регенерацию – например, отрубавшим головы улиткам и документировавшим их восстановление. Мышей, названных в XXI веке в его честь, вообще-то выводили для изучения аутоиммунных заболеваний. Чтобы отличать одну группу животных от другой в долгосрочных экспериментах, некоторым мышам прокалывали дырки в ушах. Это вполне общепринятая практика, но однажды ученым не повезло – точнее, повезло специфическим образом: обнаружилось, что у одной из генетических линий крупные дырки на ушах мгновенно зарастают – при этом не остается никаких следов шрама и даже полностью восстанавливается волосяной покров (на сайте лаборатории есть фотографии).

Первоначально мышей отбирали по уровню активности нейтрофилов, макрофагов и других иммунных клеток, вовлеченных в воспалительные реакции. Выяснилось, что селекция привела у мышей Спалланзани к повышению уровня некоторых специфических ферментов, металлопротеинкиназ MMP-2 и MMP-9. Эти молекулы, как показали прицельные исследования новой линии, участвуют не только в реакции воспаления – они же заставляют стволовые клетки активно делиться, заполняя поврежденный участок. После этого еще один белок, Pref-1, концентрация которого у экспериментальных животных тоже возросла, способствует превращению незрелых клеток в нормально функционирующие. Самая потрясающая новость в том, что этот эффект способствует не только восстановлению кожи и хряща – мыши Спалланзани также умеют выращивать новые кардиомиоциты, полностью восстанавливая нормальную работу сердца после искусственного повреждения правого желудочка.

Сейчас лаборатория отвлеклась от аутоиммунных заболеваний и интенсивно исследует, какие еще органы могут восстанавливаться у этой прекрасной линии мышей (похоже, что даже спинной мозг), какие молекулы в это вовлечены и что это может означать в перспективе с точки зрения разработки новых лекарств.

slon.ru

Добавьте свой комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой: