Сравнение геномов человека, шимпанзе и других млекопитающих позволяет выявить всё больше генетических особенностей, отличающих нас от других животных. Однако функциональное значение большинства выявленных отличий пока не установлено, и даже сколько-нибудь обоснованные гипотезы удается выдвинуть лишь в немногих случаях. То и дело мелькающие в СМИ броские заголовки, сообщающие об обнаружении очередного «ключевого гена, сделавшего нас людьми», явно опережают события.

Чем человек отличается от других животных? Этот вопрос издавна не дает покоя ученым. Хотя этологи и зоопсихологи в последние годы превзошли самих себя в отыскании у животных многих особенностей мышления и поведения, считавшихся ранее чисто человеческими (см. подборку ссылок внизу), какие-то отличия всё же, безусловно, имеются. Пусть не качественные, а хотя бы количественные. В конце концов, мы умнее! Наш мозг по объему втрое превосходит мозг шимпанзе, а это что-нибудь да значит.

Поэтому неудивительно, что генетики, изучающие геном человека, изо всех сил пытаются найти те генетические особенности, которые обусловили увеличение мозга и, возможно, его более эффективную работу. Особые надежды при этом возлагаются на сравнение человеческого генома с геномом шимпанзе. Это позволяет сразу исключить из рассмотрения те 98% генома, которые идентичны у наших видов. Где-то там, в оставшихся двух процентах, зашифрована тайна человеческой уникальности. Осталось понять, где именно и каким образом.

За успехами этих исследований общественность следит с неослабевающим интересом. В средствах массовой информации то и дело мелькают броские заголовки: «Найден ген, давший человеку большой мозг», «Единственный ген сделал нас людьми», «Найден ключевой ген, отличающий обезьяну и человека» и т. д. Надо ли объяснять, что в журналистском пересказе открытия генетиков порой оказываются несколько переоценены и не совсем корректно интерпретированы.

Редакция журнала Science, очевидно, сочла ситуацию слишком запущенной, в связи с чем в последнем номере журнала был опубликован большой популярный обзор, в котором журналистам указали на их ошибки, а заодно подвели итоги и определили дальнейшие перспективы поисков «генов человечности».

Что же реально удалось на сегодняшний день узнать о тех изменениях, которые произошли в нашем геноме после того, как около 6 млн лет разошлись эволюционные пути человека и шимпанзе?

Читать статью дальше...

Спасибо, статья интересная.

Я слабо верю в возможности современной генетики. Сейчас ее методы заключаются в тыкании вилкой в горох. Случайно измененный геном оказывается полезным или вредным. О вредном нам не сообщается, зато о полезном трубят со всех сторон. Но есть ли прогресс?

По-моему ДНК на столько упакована, что там нет несвязанных генов, как некоторые привыкли думать: сначала там идет ген ума, ген того, ген сего... Все гены взаимосвязаны. Изменяя какой-то ген можно, конечно сделать всю систему более устойчивой к морозу, но совершенно несъедобной. Но нет однозначной теории о всем геноме.

Поправьте меня, если я не прав.

Может просто на вредное Вы не обращаете внимания. Это не задача генетиков сообщать народу о вредном, а СМИ, просто новости второго типа находят больше отклика у читателей, зрителей и т.д.


Второе из первого не следует.


Вообще-то примерно так и есть, каждый ген имеет четкое начало и четкий конец в виде определенных последовательностей нуклеотидов, одни из которых грубо говоря инициируют начало синтеза молекулы РНК, а другие заканчивают. Ситуация чаще всего примерно такая: "один ген - один белок". И когда говорят, ген ума (хотя на самом деле такого нет - в реализации ума участвует большое количество генов), то имеют ввиду ген, в котором закодирована информация о первичной структуре белка, который принимает участие в работе этого "ума". Не нужно доводить до абсурда. Да есть гены, имеющие более значимое значение (извиняюсь за каламбур) для реализации "ума", но "ум" - это очень сложная система и в её реализации учавствует большое количество генов, есть более простые признаки - например, группа крови по системе ABO - которая однозначно определяется одним геном, хотя есть гены, которые могут и влиять на это (бомбейский феномен, например).


Тут одновременно и прав и не прав. Если в двух словах то, существуют гены, которые отвечают за отсутствие или наличие какого-то одного признака, есть признаки в "реализации" которых принимает "участие" большое количество генов, есть гены которые обусловливают развитие большого количество признаков. Конечно, всё взаимосвязано. Попробую пояснить примером. Существует ген белка бета-цепи  глобина (компонент гемоглобина, который переносит кислород), т.е. ген в котором зашифрована первичная структура этого белка. Если в этом белке (читай гене по которому он синтезируется), произвести замену аминокислоты в восьмом положении (могу ошибаться с номером аминокислоты, но это не суть важно) глутаминовой кислоты на валин, то такая молекула будет иметь измененную конфигурацию, а следовательно обладать меньшим сродством к кислороду, и мы получим человека больного серповидноклеточной анемией. Естественно, что этот человек  в ввиду такого заболевания, у которого головной мозг будет постоянно испытывать недостаток кислорода, будет обладать несколько сниженными возможностями по реализации интеллекта, но никто же не станет утверждать, что ген бета-цепи глобина является геном ума. Да, в организме человека всё взаимосвязано, но гены как бы Вам этого не хотелось, являются дискретными единицами генетической информации. 


Да и вредное, на самом деле не всегда такое уж и вредное, а порой оказывается и полезным. Я не с проста привел пример серповидноклеточной анемии. Да, это тяжелое заболевание, но эта медаль имеет и обратную сторону, которая и объясняет распространенность этого гена в некоторых популяциях человека. Дело в том, что в гомозиготном состоянии, развивается тяжелое заболевание и многие больные погибали не оставляя потомства, однако же в гетерозиготном состоянии этот ген не вызывает тяжелого заболевания, а имеется дефект, который для человека в обычных условиях вобщем-то и не заметен, но... такие люди с таким дефектным гемоглобином и следовательно, эритроцитами обладают устойчиывостью к заболеванию малярией, поэтому этот ген и сохранялся в популяции.


Есть, только она ещё не до конца дописана.


Да можно, а можно сделать и устойчивой к морозу и съедобной, да и вообще можно сделать что угодно. 

DemoCode, прежде всего спасибо за подробный ответ.


Кхмм... Если мы обозначим множество всех признаков (ака фенотип) за А, и все эти дискретные гены положим во множество Б, то |А| = |Б| ?


или за его присутствие в какой-то степени?

О кодировании белков я знал, но вот если смотреть на фенотип в более глобальном смысле...
Вот меня всегда интересовало следующее: если, скажем, размер и форма носа записаны в геноме, то явно они там представляются не в виде длины или уравнений о двух переменных, описывающих его (носа) трехмерную модель. Да, гипофиз (если не ошибаюсь) вырабатывает гормон роста и от него зависит, по-моему, и размер носа, ушей ... Но ведь есть невысокие люди с большими носами. Такой феномен нельзя объяснить интенсивностью выработки гормона роста гипофизом и следовательно, в геноме на самом деле присутствуют гены носа и именно они отвечают за его вид. Так как же эти гены описывают форму носа? Я более чем уверен, что нет там таких генов. Есть, конечно, нечто описывающее его форму но не в отдельности. Есть куча генов лица, которые в совокупности могут дать кое-какую картину. Вот здесь теряется дискретность. Вы можете сказать, что количество генов миллиард, а я Вам найду миллиард плюс один признак. Белок, закодированный в ДНК, принимает участие в нескольких процессах (может быть за редким исключением) в теле и поэтому нет однозначной функции из множества генов во множество признаков. Следует также иметь в виду, что современная наука может до конца не знать о функциональности некоторых белков и даже о их существовании.

Все эти мои размышления не больше как вилами по воде, т.к. я совершенно не разбираюсь в генетике. Я буду очень рад, если мне покажут в чем я ошибаюсь.

Меня настораживает применение генетики для получения более выгодных растительных продуктов питания: устойчивых к холодам, не подвергающимся насекомым-вредителям и т.п. Человек далеко не все знает о вредности им же выведенных продуктов питания. Не секрет, что большинство овощей уже подверглись этому изменению. И только сейчас можно услышать о канцерогенности и мутогенности этих продуктов.

neutrino,  зато о канцерогенности и мутагенности нитратов/пестицидов было известно давно, а некоторые химические воздействия могут изуродовать фенотип и не трогая генов. Я сам, будучи участником школьного научного кружка, видел растения пшеницы, вырасшие из обработанных нитратом серебра семян - их листья были заплетены в "косичку", а стержни колоса скручены спиралью. При этом гены этих растений не были изменены - из их семян выросли нормальные колоски. После такого наглядного примера меня очень трудно убедить, что GM (при которой в организме присутствуют исключительно естественные, биогенные компоненты, только в немного измененном порядке) опаснее обычного химического воздействие, где многие вещества чужды организму в принципе и потому реакция на них может быть непредсказуема. И я предпочту GM-продукт продукту, обработанному пестицидами.

GM-организмы могут быть опасны не для конкретного человека, съевшего их, а для экосистемы - это да. Например, будучи неуязвимы для типичных для этого вида врагов, они могут начать бесконтрольно размножаться и вытеснять естественные виды, и это нужно учитывать. По-моему, генную инженерию можно в чем-то сравнить с ядерной энергетикой: при грамотной безаварийной эксплуатации она экологически чище, чем тепловая и т.п., но если в кривых руках выйдет из-под контроля - могут начаться большие проблемы именно экологического характера...

Нет. Гены определяют не только будет тот или иной фенотипический признак, а скорее диапазон реакции. Есть гены действие которых не зависит от действия окружающей среды (например, группа крови), а есть которые определяют диапазон реакции, например, за вес человека отвечает большое количество генов, при этом значительные корректировки вносит окружающая среда, например, характер питания, перенесенные заболевания, физическая активность и т.д. Поэтому о равенстве |a| = |b| говорить нельзя. К тому же признаки из "множества всех признаков (ака фенотип)" в отличие от генов в большинстве своём дискретными не являются.


Именно, и большинство именно такие. Причем, возможен вариант присутствия многих признаков и всех их в какой-то степени.


Но ведь форма и размер носа, как в прочем и рост определяются не только гормоном роста, а очень большим числом факторов. Даже, если бы и рост и размер носа определялся бы только гормоном роста, то всё равно был бы большой размах в соотношенит рост / размер носа. Ведь не сам гормон роста действует на ткани усиливая размножение клеток в зонах роста, а имеет он многочисленных посредников (соматомедины и т.д.), каждый из которых тоже может иметь несколько "посредников", поэтому тут будет зависимость от многих других генов, например, у людей с одинаковым уровнем и циклами секреции гормонов роста может быть различная чувствительность рецепторов к нему, и следовательно, свое действие одинаковые концентрации этого гормона у разных людей будут проявлять себя по-разному, а учитывая, разность тропности различных ростовых факторов (в том числе опосредуемых и гормоном роста) к различным тканям получаем разное соотношение роста и размера носа. Ну это так я очень упрощенно и по возможности понятно попытался изложить. Если рассмотреть все пути которым пусть даже только один гормон роста (а ведь далеко не только этот гормон влияет на рост, и далеко не только гормоны), то можно увидеть большое количество веществ их (эти пути) составляющих (а синтез их, распад  и чувствительность разных типов рецепторов в разных местах тоже зависят от действия других генов), причем чувствительность клеток в эпифизарных зонах роста и зонах роста носа может быть различна к каждому из них.
 

Как я уже выше говорил дискретны только гены, но не фенотипические признаки.


Естественно, что количество признаков в несколько порядков выше количества генов, т.к. между генами и признаками нет соотношения "один к одному". Выше я попытался это объяснить.


Скорее не некоторых, а большинства, стоит посмотреть публикации зарубежных биохимических журналов, где каждый месяц описывается множество ранее неизвестных белков, пептидов и т.д., множество ранее не известных биохимических путей и т.д.


В этом вопросе я согласен с SelenIT. Процитирую академика РАН Е.Д. Свердлова, мнение которого я полностью разделяю: "...Можно спорить о том, насколько они опасны, но это свершившийся факт, не зависящий от нашего предубеждения. Физики, например, считают, что, как бы мы ни относились к ядерной энергии, это энергетика будущего, без которого дальнейшее развитие невозможно. То же самое можно сказать о трансгенных растениях и животных – это наше будущее. Еще Томас Р. Мальтус – английский священник, экономист и математик
(1766–1834 гг.) – подсчитал, что человечество растет в геометрической прогрессии, а производство продуктов питания – в арифметической, следовательно, перенаселение и конфликт между потребностями человека и возможностями земли неизбежен. Более того, он уже существует: огромное количество людей живет впроголодь, и, чтобы их накормить, необходима интенсификация сельского
хозяйства. Причем речь идет не только о трансгенных растениях, но и о создании стад клонированных животных c внесенными генетическими изменениями, повышающими их хозяйственную ценность..."

DemoCode, благодарю за подробнейший ответ. К сожалению, ситуацию с производством продуктов питания я могу назвать только плачевной.

Рано или поздно это приведет к законам об ограничении рождаемости, или, не дай б..г к фашизму.
Что до темы статьи, то считаю, что вопрос интересен, но неправильно поставлен -- не будет ли, а "когда будет?". 

На мой взгляд, биосфера скорее всего сама "сбросит с себя лишнее народонаселение" в результате какой-нибудь эпидемии, например. У многих животных существуют природные механизмы контроля численности, должны они быть и у человека. Так зайцы, например, в случае перенаселения в большом количестве погибают от так называемой шоковой болезни, механизмы которой на сегодняшний день не до конца ясны, и численность значительно уменьшается. У некоторых животных, наблюдается явление физиологического "рассасывания" эмбрионов при неблагоприятных условиях среды для будущего потомства. И множество других примеров биологического контроля численности.

Вероятно просто на данный момент человечество не достигло своей критической массы, для того чтобы естественный механизм контроля численности проявил себя. Хотя это лишь догадки, и может быть человеку как виду "повезло" больше всех остальных, и такого механизма для вида Homo sapiens просто не существует.   

DemoCode, человечество может переселиться и на другие планеты. Конечно, если это будет, то не скоро. Но когда может наступить перенаселение?

  
Shlit, 

я бы сказал "шлита" - שליטה

Подозреваю, что будет это очень не скоро. В настоящее время речи не идёт даже о временном проживании на другой планете и малой группы людей, а тут нужно переселить миллионы (миллиарды) людей. Да и к тому же будь оно и так, продовольственного вопроса это не снимает. На какой ближайшей планете человек сможет себе добывать продукты питания? Если уж дело дойдёт до этого, то придётся помимо переселения миллионов (а то и миллиардов) людей, переселять на другие планеты и миллионы растений и животных, создавать благоприятные условия существования не только для человека, но и для них, и наверное, тут гораздо эффективнее будет прибегнуть к методам генной инженерии, т.к. я подозреваю, что будет куда дешевле создать генетически модифицированных животных и растений более-менее приспособленных к жизни в имеющихся условиях на других планетах (если таковые найдутся), чем перестраивать окружающую среду тех планет для них.  

Ум во многом функция социальная, и подтверждение тому реальные случаи Маугли. Они по степени развитости интеллекта обычно идентичны животным, среди которых выросли. В этой ситуации корректнее, на мой взгляд, говорить о гене восприимчивости к разуму, который даёт воззможность в будущем его приобрести при попадании в социальную среду, но не гарантирует это.

А вообще, все эти исследования я не уважаю. Посмотрите на улицы - сколько бомжей, сколько бедных людей? Сколько тех же китайцев с индусами? У нас естественного разума сколько, что его некуда девать, безработица - куда уж тут искусственный? Лучше бы деньги с этих исследований пустили на программы адаптации для реальных людей... 

Конечно, только в таком ключе об этом говорить и можно. Помимо, маугли, полно детей просто педагогически запущенных, которые и живут среди людей, а не животных, и их интеллект сравним с интеллектом маугли (при этом физически нарушений нервной системы у них нет). И тут за примером далеко ходить не надо.


Не согласен. Эти исследования помогут в будущем разработать средства для лечения людей с патологическим дефицитом интеллекта (а это большие прибыли для фармацевтических компаний). А умственно отсталые люди - это тоже большая проблема. К тому же, что толку считать чужие деньги. Ведь все эти исследования проводятся в США, но никак не в России. А в России денег ни на то, ни на другое нет.

Александр Громов. Год Лемминга