Вирусы: Скорее друзья, чем враги - [91]
Еще одно экзотическое животное – утконос, необычно выглядящее вымирающее австралийское животное. Его геном полностью секвенировали мои коллеги из Института молекулярной генетики Общества Макса Планка (Берлин) и установили, что геном утконоса на 50% состоит из транспозируемых элементов, и некоторые из них очень часто повторяются; кроме того, налицо чрезвычайно много SINE, количество которых, должно быть, многократно увеличилось. Ни у одного другого организма нет такого количества SINE. Причины этого неизвестны. Утконос – животное, находящееся в середине эволюционного пути от птиц к млекопитающим, с утиным клювом, густой шерстью и большим хвостом, в котором может скапливаться жир; он откладывает яйца и вырабатывает молоко. Самец может распылять «яд улитки». Утконосу примерно 100 млн лет. Звучит странно, как научная фантастика. Его геном представляет собой смесь генов различных видов животных.
Еще есть рыба – карп , которая внезапно может погибнуть в садке. Этих японских декоративных рыб из семейства карповых поставляют по всему миру для украшения открытых прудов, и они имеют символическое значение – своего рода японская версия священных коров в Индии. Разведение этих особенных ярких рыбок имеет долгую историю. Возможно, внимательный читатель уже готов спросить, не вызвана ли их красочность действием «прыгающих» генов, как в случае с окраской зерен кукурузы? Это именно то, что я предполагала, поскольку у заводчиков возникают проблемы из-за постоянного изменения цвета рыбок из поколения в поколение, который не наследуется должным образом. Обусловлен ли этот явный знак – подозрительная схожесть с эффектом, наблюдаемым у кукурузы и мышей агути, а также у полосатых тюльпанов (см. главу 8), – тоже эпигенетическими изменениями?
Почему же карпы кои неожиданно погибают? Они погибают из-за герпесвируса кои. Может быть, у них слишком высокая плотность популяции? Могла ли какая-нибудь новая рыба быть носителем вируса и заразить всех остальных? Нет, все дело в том, что человек изменил их среду обитания: выпрямил границы озера, убрал ступенчатые рыбоходы, чтобы рыба не могла плыть вверх по течению и откладывать икру. А это стресс для карпов кои! Он влияет на их иммунную систему и приводит к активации герпесвирусов. В Германии ступенчатые рыбоходы для лосося стали обязательными, чтобы рыба могла выпрыгивать из воды, поднимаясь вверх по течению. У наших карпов такие же привычки и такие же проблемы. Известно, что под действием стресса у нас на губах активизируется герпесвирус и появляется герпесная лихорадка – то же самое происходит и с рыбами. Стрессовый фактор внешней среды действует на реальные вирусы и эпигенетические свойства.
Забор со щелями
Просто удивительно: лишь 2% нашего генома кодирует белки. А что же остальные 98%? Эта часть генома обеспечивает нормальное функционирование 2% генов, кодирующих белок. Регуляторные, или некодирующие нкРНК происходят из этих 98% генов. Австралийский ученый Джон Маттик много лет подчеркивал значение данного рода нкРНК. На графике, приведенном в статье, опубликованной в , он показал, как по мере повышения сложности организации живых организмов от бактерий, одноклеточных организмов, грибов, растений к позвоночным количество регуляторных РНК увеличивается от нуля до 98% суммарного количества РНК. Мы находимся на верхней планке этой шкалы. Почему у сложноорганизованных животных гораздо выше уровень нкРНК? Ответ на этот вопрос прост: это нужно для обеспечения более сложной организации живых существ.
Наша геномная ДНК кодирует в общей сложности 20 000 генов. И все же, как это ни странно, наш геном уступает геному бананов, в котором примерно 35 000 генов, а в геноме кукурузы 50 000 генов, равно как и в геноме пшеницы и тюльпанов. Что касается генома пшеницы, выделено три родственные хромосомы, как будто они являются результатом процедуры умножения. Хлеб, испеченный из муки, получаемой из пшеницы, у которой всего одна хромосома из трех, имеет горький привкус. Из такой муки сложнее выпекать хлебобулочные изделия. Возможно, гигантские геномы являются следствием длительной селекции и культивирования. Хотя из этого правила вполне могут быть исключения.
У полевого цветка резуховидка Таля () 28 000 генов – вероятно, никому не приходило в голову культивировать этот «бесполезный» сорняк. Поэтому его геном остался мелким. Затем следует червь , имеющий 23 000 генов. С точки зрения числа генов человек находится не в верхней части диапазона. Таким образом, у нас с нашими 20 000 генов их меньше, чем у невзрачного цветка резуховидка Таля () и у амебы.
У обезьян и мышей столько же генов, сколько у нас. Создается впечатление, что такое утверждение не имеет должных оснований. Число генов, безусловно, не коррелирует с уровнем интеллекта! Во время общественного обсуждения этой проблемы возник непростой вопрос: почему у человека так мало генов? У нас их не так уж и мало, просто они длиннее. У всех других видов живых существ гены короче. У человека самая длинная ДНК – в среднем 160 000 пар оснований из расчета на один ген. Таким образом, у тюльпанов, кукурузы и бананов генов больше, чем у нас, но эти гены короче и «менее информативны». У риса и кукурузы гены примерно на 1/10 и 1/5 короче по сравнению с нашим геном, состоящим из 10 000–50 000 пар оснований из расчета на один ген. Гены бактерий состоят примерно из 1400 пар оснований, а у многих вирусов самое маленькое число – около 1000 пар оснований из расчета на один ген. В контексте данной книги целесообразно помнить о небольшой численности вирусных геномов, поскольку существуют и исключения – гигантские вирусы (см. главу 6).
