Как ГМО спасает планету и почему люди этому мешают

Мысленно нажмем на значок перемотки и от дел тех далеких дней перенесемся в практически наше позавчера (ну если судить по геологическим меркам, конечно). Предки наши продолжали усложняться, а многие ветви даже выбрали путь увеличения в размерах. Среда вокруг становилась все разнообразнее и уж точно интереснее. Простой механики «видишь свет – плыви на свет» или «чувствуешь градиент увеличения тепла – плыви, следуя ему» – для выживания многим видам уже было недостаточно. Если ты чья-то пища, в твоих интересах становиться все хитрее. В чем бы ни заключалась эта хитрость[216]. Если твоя пища становится все хитрее, у тебя тоже остается не так много вариантов для выбора. В общем, жить стало интереснее, жить стало веселее.

Для развития более сложных животных понадобились более подходящие условия. Можно сказать даже, почти тепличные. Период, когда детеныш защищен от влияния внешней среды, спрятан от хищников и обеспечен достаточным количеством питательных веществ. Эволюция изобрела для этого различные решения, одним из которых оказалось живорождение млекопитающих. В этом подходе возникли свои сложности. Во-первых, детеныша внутри матери нужно снабжать кислородом. Во-вторых, появляется задача как-то обеспечить его питанием. В-третьих же, плод – генетически чужеродный организм внутри материнского тела. Как пересаженная от донора почка или сердце. А наша иммунная система как суровый охранник в ночном баре – всегда готова выставить нарушителей вон. То есть запускает процессы, в результате которых чужой орган (или организм) ждет неминуемое отторжение. Без самой же иммунной системы организм ждет участь бара из дурного района, решившего сэкономить на вышибале. И что же делать?

Вот для всех этих функций – обеспечение кислородом и питанием, а для ряда животных еще и для организации маскировки от иммунной системы – и нужна плацента.

Плацента – уникальный орган. Если сердце или легкие нам выдаются при рождении (и дальше их лучше бы беречь смолоду, ведь новые сами не отрастут), то плацента формируется только тогда, когда она становится необходима – в начале беременности. Причем формируется одновременно из клеток матери и плода. Покидает организм матери плацента в момент рождения ребенка, а при следующей беременности образуется новая. Совершенно удивительная штука.

Ее формирование – процесс не менее удивительный и сложный. И свою важную роль в имплантации эмбриона в матку выполняет в нем белок синцитин. Кодируется этот белок в геноме человека генами Syncytin-1 и Syncytin-2, расположенными на 7-й и 6-й хромосомах соответственно. У других животных есть свои варианты этого же гена. Например, аналогами генов Syncytin-1 и Syncytin-2 у мышей являются Syncytin-A и Syncytin-B. Проблемы в работе синцитина ведут к невынашиванию. Эти данные окончательно были подтверждены в исследовании, на специальной линии мышей, которым ученые «отключили» ген Syncytin-A. Все мышиные эмбрионы, в геномах которых не работали обе копии (и мамина, и папина) этого гена, неизбежно погибали между 11,5 и 13,5 днями внутриутробного развития[217].

Очевидно, что такую полезную штуку, как синцитин, мы получили в процессе эволюции. Но как именно это произошло? По современным подсчетам, наши предки-приматы обзавелись генами Syncytin-1 и Syncytin-2 всего лишь 25 и 40 миллионов лет назад соответственно. А спонсорами такого полезного приобретения стали… ретровирусы! Сами же ретровирусы нуждаются в синцитине для формирования вирусной оболочки. Проникнув в клетки, фрагменты ретровируса встроились в хромосомы наших предков[218] и, можно сказать, снабдили их новой суперспособностью – возможностью вынашивать внутри себя чужеродный организм в течение продолжительного времени.

И если сравнить наш геном с геномами других организмов, то можно увидеть совсем удивительную штуку: около 8 % генома человека составляют различные вставки от других ретровирусов! {Сюрпризы митохондриального генома / ПРИРОДА, 2002, № 6. Г. М. Дымшиц. https://www.amgpgu.ru/Evolution/Lectures/Cell/Dymshitz.html}

Конечно, далеко не все из них оказались настолько же полезны, как гены синцитина. Многие и вовсе потеряли свою работоспособность из-за выпадения кусочков гена или иных мутаций и теперь лежат в наших геномах этакими стопками рудиментарного хлама. Но так или иначе, 8 %, Карл! Иными словами, каждый из нас как минимум на 8 % генетически модифицированный организм. Ну разве это не прекрасно?

А вот теперь, предварительно договорившись о том, что этот рассказ ведет один ГМ-автор для своих замечательных ГМ-читателей, можно двигаться дальше. И уж наконец-то к самому интересному!

4.5. В дополнение

• Биологи впервые обнаружили горизонтальный перенос генов от растения к насекомому. https://nplus1.ru/news/2021/03/29/insect-plant-gene.

• Поверх барьеров. Что такое горизонтальный перенос генов и насколько он распространен. https://nplus1.ru/material/2019/01/28/pass-me-gene-please.