Зачем мы стареем. Наука о долголетии: как продлить молодость - [23]

Биолог Мар Кармена занимается плодовыми мушками-дрозофилами уже почти 30 лет. В первую очередь ее интересует механизм клеточного деления – процесс, благодаря которому одна-единственная оплодотворенная клетка развивается в полноценную взрослую особь, следуя дьявольски сложной генетической программе. Кармена впервые встретилась с мушками в качестве подопытных животных еще студенткой у себя на родине, в Испании. За стипендию Независимого университета Мадрида она должна была помогать в лаборатории. «Это было прекрасное время, – рассказывает она с мягким испанским акцентом. – На дворе был конец 1980-х, только что стало известно, что многие гены, определяющие устройство тела у мушек, сохранились и в человеческом организме. Оказалось, что биологические процессы [телесного развития] у обоих видов практически одинаковы».

После, уже защитив диссертацию, Кармена продолжила опыты над мушками в шотландском Данди, в лаборатории профессора Дэвида Гловера, одном из центров общемирового проекта по секвенированию генома дрозофилы. Сейчас она возглавляет исследования дрозофил в Университете Эдинбурга, где я ее и навестила, чтобы взять интервью. Из окон ее кабинета открывается потрясающий вид на Трон Артура – поросший травой потухший вулкан, что возвышается прямо в центре города.

Меня интересовали ее подопытные животные. Кармена с Эммой Пит, заведующей разведением и кормлением мушек, проводили меня в комнатку, где в сотнях запечатанных бутылок содержатся их подопечные, разделенные по поколениям и генетическим особенностям. В помещении без окон стоит кислый уксусный запах смеси дрожжей и сахара, которой кормят мушек. Дверной проем перекрывает сетка – на всякий случай, чтобы ни одна из генетически модифицированных мушек не выбралась на волю. В бутылках как будто бурлят крошечные железные стружки – такие нам показывали на школьных уроках физики, чтобы рассказать о магнетизме. Но под микроскопом, успокоенные углекислым газом и увеличенные в 50 раз, мушки раскрываются с потрясающей четкостью. Голова, грудь и брюшко ясно выделяются, можно разглядеть отдельные клетки в сложных оранжевых глазах, похожих на подушечки для булавок, волоски на корпусе и ногах стоят как колючки кактуса, видно, как работают внутренние органы, и можно даже определить мушиный пол. Но не менее поразительно – и особенно важно для ученых – и то, что ум смотрящего в микроскоп человека мало-помалу привыкает к размеру изображения и через некоторое время он уже может дотянуться и разрезать нужные органы специальными инструментами толщиной с волосок, как будто оперирует животное обычной величины.

Впервые использовать плодовую мушку в качестве модельного организма рекомендовал энтомолог Чарльз Вудворт. Он же первым начал разводить их в своей лаборатории в Гарварде. Но в научный мейнстрим мушек ввел Томас Хант Морган, эмбриолог, в 1908 году начавший изучать на дрозофилах механизмы наследственности. Мухи привлекли его как идеальный модельный организм благодаря стремительности размножения, короткому жизненному циклу, дешевизне и простоте в уходе.

Морган родился в 1866 году в Кентукки, в семье богатых плантаторов. Он приходился племянником генералу конфедератов и правнуком автору гимна Соединенных Штатов. Морган рос любителем природы, собирал птичьи яйца и ископаемые останки, наукой занялся в колледже в 16 лет, а в 24 года уже защитил диссертацию по зоологии в Университете Джонса Хопкинса.

В Колумбийском университете Нью-Йорка в начале XX века Морган устроил Мушиную комнату, прославившуюся на весь мир. Это помещение размером всего 5×7 метров вмещало 8 письменных столов, заставленных сотнями склянок с мухами, с потолка для них свешивалась гроздь перезрелых бананов и стоял дух брожения. Здесь Морган нашел подтверждение хромосомной теории наследственности, по которой гены – единицы наследственной информации, получившие имя совсем незадолго до того, – нанизаны на хромосомы, как бусины на нитку. Его книга под названием «Механизм менделевской наследственности» (The Mechanism of Mendelian Heredity) вышла в 1915 году. В 1933-м Морган получил за нее Нобелевскую премию и вошел в историю как отец генетики, хотя этим титулом так же часто награждают Грегора Менделя, монаха-августинца и ученого, чью умозрительную теорию Морган доказал.

В 1856 году Менделю было позволено проводить исследования в большом опытном огороде его монастыря в Брно (тогда в составе Австрийской империи, а сейчас на территории Чехии). Мендель увлекался наукой со студенческих лет. В огороде он занялся горохом, скрещивая и перекрещивая десятки тысяч растений, чтобы добиться нужных признаков – высоты, цвета и так далее – и таким образом понять принципы наследственности. Свои наблюдения он описал и развил в теорию в двух лекциях, которые прочитал на заседании Общества естествоиспытателей Брно в 1865 году.

По иронии истории, Морган начинал свои опыты с мушками скептиком. Он не верил в предложенные Менделем «невидимые силы», управляющие наследственностью, и отрицал теорию Чарльза Дарвина о естественном отборе как двигателе эволюции. Он хотел доказать несостоятельность этих двух гипотез. Но то, что он увидел в Мушиной комнате, дало четкие экспериментальные доказательства этих абстрактных идей и кардинально изменило взгляды Моргана. Должно быть, от новых открытий в том душном закутке голова шла кругом; Морган понял, что гены – общий ответ на три самых главных для него вопроса: что отвечает за передачу физических черт от одного поколения следующему, каков механизм эволюции и как яйцеклетка превращается в эмбрион, а потом во взрослую особь.