Читая между строк ДНК. Второй код нашей жизни, или Книга, которую нужно прочитать всем - [10]
Следовательно, биохимические системы, руководящие работой отдельных генов и их групп, имеют по крайней мере такое же значение, как и сам генный текст, — и в особенности у людей. Одна из важнейших биохимических систем — эпигенетические переключатели.
Сегодня специалисты отводят особо устойчивому второму коду выдающуюся роль в системе генной регуляции. «Похоже, эпигенетические механизмы действительно отвечают за большую часть свойств сложных организмов», — говорит Гари Фельзенфельд, известный эпигенетик из Национального института здравоохранения (Бетесда, США).
После недавних открытий исчезла надежда на быстрые успехи в биомедицине. Генетика стала слишком сложной для этого. Зато радует, что можно наконец объяснить некоторые загадочные феномены. Так, удалось наконец ответить на вопрос, почему человек, несмотря на сравнительно небольшое число генов, столь высокоорганизованное существо. У него более сложные генная регуляция и развитие, чем у большинства других организмов. Прежде всего мозгу человека дается больше времени на обучение, чем другим живым существам.
Гораздо более объяснимой, чем раньше, стала сегодня и причина многообразия человеческих типов: с генетической точки зрения все люди практически одинаковы, однако мельчайшие различия могут ощутимо повлиять на генную регуляцию и привести к значительным вариациям. «Анализируя активность генов, мы находим гораздо больше различий между индивидуумами, чем можно было бы предположить, исходя из простого анализа генов», — признается Йорн Вальтер, профессор генетики Саарландского университета (г. Саарбрюккен) и один из ведущих немецких эпигенетиков.
По словам Вальтера, наконец найден ответ на вопрос, почему человек и шимпанзе так сильно отличаются друг от друга, несмотря на почти одинаковые геномы. «Генетические отличия между человеком и шимпанзе незначительны, — сообщает ученый, — зато эпигенетические, похоже, огромны».
В 2005 году молекулярные биологи объявили о полной расшифровке генома шимпанзе. Соответствие потрясает: генетические коды человека и этой обезьяны совпадают на 98,7 %. То есть шимпанзе — наш самый ближайший родственник среди животных — должен походить на нас еще больше, чем мы думали.
Наш последний общий предок жил приблизительно шесть миллионов лет назад. И за это время эволюция допустила различия между видами лишь в 35 миллионах из 3,3 миллиарда букв генного текста. Большинство этих различий вообще никак не влияют на белки и их функции. Сванте Пээбо, директор Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге, принимавший участие в расшифровке генома шимпанзе, утверждает, что из этих различий «важны максимум десять тысяч. Их-то мы и ищем».
Наиболее интересны, конечно, изменения, которые через эпигенетику прямо или косвенно влияют на сети генной регуляции и процессы развития. Они способны производить настоящий эффект домино, обладают потенциалом радикального изменения тканей, а следовательно, и всего организма.
Пээбо и его коллеги уже давно предполагали, что особый путь развития человека объясняется прежде всего изменениями работы генов мозга. Поэтому Пээбо и его сотрудник Филипп Хайтович проанализировали, какие гены наиболее активны в разных видах тканей человека и шимпанзе. Поначалу результаты, казалось, самым абсурдным образом опровергали их гипотезу: больше всего различий между генной регуляцией человека и обезьяны обнаружилось в семенных яичках и меньше всего — в мозгу.
Но вскоре этому феномену нашлось объяснение, спасающее человеческое достоинство. Наши ближайшие родственники столь сильно отличаются от нас в области мужских половых органов, потому что ведут гораздо более свободную половую жизнь, чем мы. А следовательно, должны синтезировать гораздо больше очень подвижных сперматозоидов. Тот факт, что наименьшее число различий приходится на мозг, Пээбо трактует так: еще у общего предка человека и шимпанзе потенциал оптимизации органа мышления достиг своего предела. Сложность генных регулирующих механизмов мозга уже тогда была чрезвычайно высока.
Следовательно, решающее значение для масштабов эволюционных изменений имеет не только величина биохимических различий между родственными организмами, но сила их воздействия. Возможно, из животного мира нас выделило сравнительно небольшое изменение в генной регуляции головного мозга. Человек воспользовался крошечным потенциалом оптимизации, который уже шесть миллионов лет назад содержал мозг его предков, а шимпанзе — нет.
Новая свобода
Итак, организмы повышают степень своей сложности не только посредством модификации генов, но и с помощью перемен в генной регуляции, не затрагивающих сам генетический код. Более того — на тех же основаниях молекулярно-биологические системы могут взаимодействовать с окружающей средой.
Обмен информацией проходит в трех временных плоскостях. Первая начинается с секунд и заканчивается днями. Главные действующие лица здесь — сигнальные белки, уже упоминавшиеся факторы транскрипции. Они прикрепляются к определенным контролирующим участкам ДНК, промоторам. Тем самым они кратковременно включают или выключают гены или группы генов. Эти механизмы позволяют отдельным клеткам живого организма реагировать быстро и гибко. Сигнальные белки обеспечивают клеткам своего рода кратковременную память, но не наделяют способностью длительного хранения информации.
Немецкий нейрофизиолог и популяризатор науки Петер Шпорк обсуждает вопросы, актуальные для многих категорий населения. Жизнь современного человека полна стрессов, из-за чего нередко возникают нарушения сна. Почти все пациенты психиатров и многие люди, страдающие соматическими расстройствами, имеют проблемы со сном. Автор в доступной и ясной форме рассказывает о физиологических механизмах сна, различных проявлениях нарушений сна, сне у животных, обучении во сне и предлагает ряд тестов для выявления и коррекции некоторых нарушений этой функции.
Комплект из 16 открыток знакомит читателя с отдельными животными, отличающимися наиболее типичными или оригинальными способами пассивной обороны. Некоторые из них включены в Красную книгу СССР как редкие виды, находящиеся под угрозой исчезновения и поэтому нуждающиеся в строгой охране. В их числе, например, белая чайка, богомол древесный, жук-бомбардир ребристый, бабочки-медведицы, ленточницы, пестрянки. Художник А. М. Семенцов-Огиевский.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Странный вопрос, скажет читатель; Жанну давно простили и канонизировали, о ней написана масса книг — и благочестивых, и «конспирологических», где предполагают, что она не была сожжена и жила впоследствии под другим именем. Но «феномен Жанны д’Арк» остается непостижимым. Потрясающей силы духовный порыв, увлекший ее на воинский подвиг вопреки всем обычаям ее времени, связан с тем, что, собственно, и называется мистицизмом: это внецерковное общение с незримыми силами, превышающими человеческое разумение.
Основная идея этой книги шокирует. Все живое на планете, в том числе люди, живут в симбиозе с вирусами, эволюционируют вместе с ними и благодаря им… выживают. Первая реакция читателя: этого не может быть! Но, оказывается, может… Вирусы, их производные и тесно связанные с ними структуры составляют как минимум сорок три процента человеческого генома, что заставляет сделать вывод: естественный отбор у человека и его предков происходил в партнерстве с сотнями вирусов. Но как вирусы встроились в человеческий геном? Как естественный отбор работает на уровне вирус-носитель? Как взаимодействуют движущие силы эволюции — мутации, симбиогенез, гибридизация и эпигенетика? Об этом — логичный, обоснованный научно и подкрепленный экспериментальными данными рассказ Фрэнка Райана.Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г.
Предсказатели, гадалки, экстрасенсы и медиумы пользуются популярностью во всем мире. В непростых ситуациях многие предпочитают обращаться к ним, а не к психоаналитикам или священникам. Но обладают ли эти люди теми немыслимыми способностями, которые сами так широко рекламируют, или это просто хорошие психологи, спекулирующие на сложностях человеческой жизни? Есть ли что-либо загадочное в их деятельности? И может ли объяснить их невероятные предсказания современная наука? А если может, то следует ли делать вывод, что все те, кто верит в гороскопы, с увлечением смотрит программы с участием экстрасенсов или читает предсказания в прессе, просто-напросто обманываются? Задавшись этим вопросом, Уильям Литл побывал в гостях у ведьм, прорицателей и медиумов-детективов и сделал множество открытий, иные из которых заставили его пересмотреть собственное отношение к жизни.Уильям Литл — известный английский журналист, сотрудничающий со многими крупными изданиями.
Что мы знаем о жизни клеток, из которых состоим? Скорее мало, чем много. Льюис Уолперт восполнил этот пробел, рассказав о клетках доступным языком, — и получилась не просто книга, а руководство для понимания жизни человеческого тела. Как клетки зарождаются, размножаются, растут и приходят в упадок? Как они обороняются от бактерий и вирусов и как умирают? Как злокачественные клетки образуют опухоли? Какую роль во всем этом играют белки и как структуру белков кодируют ДНК? Как воспроизводятся стволовые клетки? Как, наконец, из одной-единственной клетки развивается человек? И главный вопрос, на который пока нет однозначного ответа, но зато есть гипотезы: как появилась первая клетка — и значит, как возникла жизнь? Мир клеток, о котором рассказывается в этой книге, невероятен.Льюис Уолперт (р.
Нам доступны лишь 4 процента Вселенной — а где остальные 96? Постоянны ли великие постоянные, а если постоянны, то почему они не постоянны? Что за чертовщина творится с жизнью на Марсе? Свобода воли — вещь, конечно, хорошая, правда, беспокоит один вопрос: эта самая «воля» — она чья? И так далее…Майкл Брукс не издевается над здравым смыслом, он лишь доводит этот «здравый смысл» до той грани, где самое интересное как раз и начинается. Великолепная книга, в которой поиск научной истины сближается с авантюризмом, а история научных авантюр оборачивается прогрессом самой науки.