Арман Мари Леруа - Мутанты. О генетической изменчивости и человеческом теле.

• Название: Мутанты. О генетической изменчивости и человеческом теле.
• Автор: Арман Мари Леруа
• Издательство: ООО "Издательство Астрель"
• Жанр: Биология
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-271-24665-4

Для того, чтобы посмотреть, как развивается зародыш, Клеопатра приказывала вспарывать животы беременным рабыням. Сегодня мы знаем о механизмах, которые заставляют одну-единственную клетку превращаться сначала в эмбрион, после – в ребенка, а затем и во взрослого человека, несравненно больше, чем во времена жестокой египтянки, однако многие вопросы по-прежнему остаются без ответов. Один из основных методов исследовать пути формирования человеческого тела – это проследить за возникающими в этом процессе сбоями или, как говорят ученые, мутациями. Именно об этих "неполадках", приводящих к появлению сиамских близнецов, двухголовых ягнят и прочих мутантов, рассказывает в своей увлекательной и порой шокирующей книге британский биолог Арман Мари Леруа.

Используя истории знаменитых "уродцев" в качестве отправной точки для своих рассуждений, автор подводит читателя к пониманию сложных законов, позволяющих человеческим телу на протяжении многих поколений сохранять относительную стабильность, оставаясь при этом поразительно многообразным.

УДК 575-2

ББК 28.704

ISBN 978-5-271-24665-4 (ООО "Издательство Астрель")

© Armand Marie Leroi, 2003

© Фонд Дмитрия Зимина "Династия", российское издание, 2009

© Е. Година, перевод на русский язык, 2009

© А. Бондаренко, оформление, 2009

Фонд некоммерческих программ "Династия" основан В 2002 году Дмитрием Борисовичем Зиминым, почетным президентом компании "Вымпелком". Приоритетные направления деятельности Фонда – развитие фундаментальной науки и образования в России, популяризация науки и просвещение. В рамках программы по популяризации науки Фондом запущено несколько проектов. В их числе – сайт elementy.ru, ставший одним из ведущих в русскоязычном Интернете тематических ресурсов, а также проект "Библиотека "Династии" – издание современных научно-популярных книг, тщательно отобранных экспертами-учеными. Книга, которую вы держите в руках, выпущена в рамках этого проекта. Более подробную информацию о Фонде "Династия" вы найдете по адресу:

WWW.DYNASTYFDN.RU

---

114

Некоторые гены полидактилии были идентифицированы у мышей и людей, и многие из них представляют собой транскрипционные факторы. Например, мутация в гене Gli3 (165240), транскрипционном факторе "цинкового пальца" (zinc-finger), вызывает синдром Грейга, или цефалополисиндактилию (175700), синдром Паллистера-Холла (146150) и постаксиальную полидактилию (174200; 174700). См. краткий обзор других аномалий в работе: Manouvrier-Hanu et al., 1999. В перечне синдромов базы данных "Менделевское наследование у человека" (август 2002) приводится 97 нарушений с полидактилией. Сколько из них действительно отличны друг от друга, еще предстоит выяснить, но можно с уверенностью предположить, что более десяти генов участвуют в правильной детерминации активности Shh. Регуляторные мутации Shh вызывают появление дополнительных больших и указательных пальцев, или, пользуясь более широким термином, преаксиальную полидактилию (190605; 174500). В генетике все не так просто. Згурикас с соавторами (Zguricas et al., 1999) картировали мутации, делеции и транслокации в гене 7q36, близком к Shh. Другие авторы (Clark et al., 2001) показали, что эти мутации приводят к делеции участка на Lmbr1 (605522), гене, близко расположенном к соник-хеджхогу, и предположили на этом основании, что Lmbr1 является причиной описанных нарушений. Я придерживаюсь точки зрения Леттиса с соавторами (Lettice at al., 2002), которые показали, что приводящие к полидактилии мутации в 7q36 происходят в результате делеции цис-регуляторных элементов соник-хеджхога, лежащих внутри интрона Lmbr1, а не самого Lmbn. Ахейроподия (200500), которая также картируется на 7q36, характеризуется похожей сложной интерпретацией. Мутации, приводящие к ахейроподии, также вызывают делеции на Lmbr1, и опять-таки этот ген считался причиной дефекта (Ianakiev et al., 2001; Clark et al., 2001). Вероятно также, что аномалию вызывают регуляторные мутации Shh, хотя четкие доказательства на этот счет пока отсутствуют (Lettice et al., 2002). Конечно, сходство ахейроподии с лишенными лапок конечностями мышей, у которых отсутствует ген Shh, поистине поразительно (Chiang et al., 1996; Chiang et al., 2001). — прим. авт.

115

Об общем развитии конечностей у человека см. в работах: Hinchliffe and Johnson, 1980; Ferretti and Tickle, 1997. Процесс конденсации описывается: Shubin and Alberch, 1986. — прим. авт.

116

О мутациях аллеля Hoxa13 у человека, вызывающих так называемый синдром "кисти-стопы-гениталии" (142959; 140000), см.: Mortlock and Innes, 1997; подробно о подобных моделях у мышей – Fromental-Ramain et al., 1996, Mortlock et al., 1996. Мутации Hoxa11, вызывающие радиоульнарный синостоз (142958; 605432), описываются Thompson and Nguen., 2000; мутации Hoxd13 (утрата функции) (142989) – Muragaki et al., 1996; делеции в Hoxd-кластере – Del Campo et al., 1999. Наиболее полное объяснение того, что именно делают Hox-гены в процессе формирования конечности, см.: Zakany et al., 1997, авторы сообщают об эффекте нокаута разнообразных генов Hoxa и Hoxd, а также их сочетаний. — прим. авт.

117

О мутациях Hox-генов, вызывающих дефекты конечностей и гениталий у человека, см. в предыдущем комментарии. Об этом же сообщается: Kondo et al., 1997. О корреляции между размерами пениса и длиной стопы см.: Siminoski and Bain, 1993; о роли семейства FGF и соник-хеджхога при формировании гениталий – Perriton et al., 2002; Haraguchi et al., 2000. — прим. авт.

118

Игра слов: yard – единица длины, ярд (англ.) и половой член (англ. разг.). — прим. перев.

119

Обзор доказательств того, что плавники лопастеперых рыб и конечности четвероногих гомологичны, приводит Шубин с соавторами (Shubin et al., 1997). Сордино с соавторами (Sordino et al., 1995) описывают паттерны экспрессии Hox-генов у костистой рыбы данио-рерио в сравнении с четвероногими. Обзор литературы о развитии плавников у этой рыбы см.: Kohn and Bright, 2000. О нокауте гена Hox d13 у мышей см.: Dolle et al., 1993; Закани с соавторами (Zakany et al., 1997) настаивают на последовательной аккреции Hox-генов в процессе эволюции. — прим. авт.

120

Первое издание книги Дарвина "Изменение домашних животных и культурных растений" вышло в 1868 г.; критика Гегенбауэра (Gegenbauer) относится к 1880 г. Цитата Дарвина взята из 2-го издания "Изменений" (1882, стр. 457-458), где он признает свою ошибку. — прим. авт.

121

Описание конечностей Acanthostega см.: Coates and Clack, 1990. — прим. авт.

122

Piesang – банан (африкаанс).

123

Об Арнольде и его потомках пишут многие авторы (Jackson, 1951; Ramesar et al., 1996). Их заболевание называется ключично-черепной дисплазией (119600). Оно вызывается доминантным гаплонедостаточным аллелем в транскрипционном факторе дифференцировки остеобластов – CBFA1 (600211). Об идентификации мутации, ее функции у мышей, описании хромосомного нарушения см. у ряда авторов (Komori et al., 1997; Mundlos et al., 1997; Mundlos, 1999). Одна из небольших загадок, связанных с этим нарушением, состоит в том, что в Южной Африке отсутствуют дети – явные гомозиготы по этому признаку. При таком большом числе носителей в пределах маленького сообщества два носителя должны были бы в конце концов неизбежно вступить в брак. Если мутация действует у людей таким же образом, как и у мышей (а для подтверждения этого есть множество доказательств), тогда 25% детей от такого брака должны были бы рождаться мертвыми и полностью лишенными костей (у половины кости отсутствовали бы частично, а одна четверть оказалась бы нормальной). — прим. авт.

124

Дизостоз ключично-черепной (d. claviculocranialis; син.: Д. клейдокраниальный, Шейтхауэра-Мари-Сентона синдром) – характеризующийся незаращением родничков черепа, брахицефалией, гипоплазией лицевых костей (главным образом верхней челюсти), полным или частичным недоразвитием ключиц. — прим. перев.

125

Для более подробного ознакомления с процессами роста костей см. работу: Olsen et al., 2000. То, что сказано здесь о роли молекул BMP в образовании конденсатов, носит противоречивый характер; полученные на мышах доказательства скорее свидетельствуют о значении BMP в процессе паттернинга, чем в дифференциации остеобластов и хондроцитов или в образовании конденсатов (Wagner and Karsenty, 2001). Я полагаю, что это происходит благодаря избыточности молекул BMP. — прим. авт.

126

Склеростоз (269500) вызывается рецессивными мутациями секретируемого белка склеростина (605740). Вплоть до недавнего времени считалось, что семьи людей из Южной Африки (все – африканеры), семьи из Баии, Бразилия, а также голландские семьи с похожим нарушением, называемом болезнью Ван Бучема, или гиперостозом кортикальным генерализованным (hyperostosis corticalis generalisata) (239100), все связаны родственными узами, хотя и отдаленными. Однако теперь доказано, что в семьях африканеров, жителей Баии и Голландии присутствуют разные мутации, произошедшие либо в гене SOST, либо около него, так что родственниками эти люди быть никак не могут, и наличие сходного заболевания во всех трех популяциях является простым совпадением (Brunkow et al., 2001; Balemans et al., 2001). — прим. авт.

127

Болезнь сросшихся пальцев, или синдром проксимального симфалангизма (185800), вызывается доминантной гаплонедостаточной мутацией в ноггине (602991) (Gong et al., 1999). О нулевых мутациях у мышей см.: Brunet et al., 1998. — прим. авт.

128

Прогрессирующая окостеняющая фибродисплазия (fibrodisplasia ossificans progressive), или ПОФ (135100) вызывается доминантными мутациями неизвестного гена. В 2001 г. группа французских исследователей сообщила об открытии мутаций ноггина у больных ПОФ (Sémonin et al., 2001), однако подтвердить эти данные пока не удалось (Cohen, 2002). История болезни Гарри Истлэка описана Уорденом (Worden, 2002). Хороший обзор клинической картины ПОФ, пораженных ею людей и поисков средств для излечения болезни дается в: Maeder, 1998. — прим. авт.

129

Бейкер (Baker, 1974) отмечает, что толщина черепной коробки у большинства взрослых составляет около 5 мм; у австралийских аборигенов эта цифра может доходить до 10 мм. Ритуал битья палками по голове вкратце описывает Кон (Kohn, 1995). — прим. авт.

130

Описание опытов Виктора Твити см. в двух работах (Twitty and Schwind, 1931; Twitty, 1966). Эти эксперименты были начаты по инициативе выдающегося специалиста по биологии развития Росса Харрисона и выполнены в его лаборатории в Йельском университете (Harrison, 1924). Описание процесса регенерации конечностей у саламандр см.: Brockes, 1998. — прим. авт.