Статьи 2007 года

Газета «Наука в Сибири», N 34 (2619) 6 сентября 2007 г.

 

 

 

90-ЛЕТИЮ АКАДЕМИКА Д.К БЕЛЯЕВА
ПОСВЯЩАЕТСЯ

В Малом зале Дома ученых 7-9 августа прошла международная конференция «Развитие эволюционной идеи в биологии, социологии, медицине», посвященная 90-летию выдающегося ученого-генетика академика Дмитрия Константиновича Беляева (1917-1985). Делегатами конференции были ученые из России, США, Германии, Израиля.

Ученик Д. К. Беляева академик В. К. Шумный на открытии конференции напомнил, в какое трудное время Дмитрий Константинович возглавил Институт цитологии и генетики — после вынужденной отставки его основателя и первого директора академика Н. П. Дубинина, снятого Н. Хрущевым за «морганизм-вейсманизм». Академику Беляеву удалось не только сохранить институт, но и, сплотив коллектив на строгих морально-этических принципах, сделать его одним из ведущих в Советском Союзе.

Академик Владимир Константинович Шумный после окончания конференции рассказал корреспонденту «НВС» об основных направлениях ее работы:

Иллюстрация
 

— Мы хотели не только отдать дань памяти Дмитрию Константиновичу Беляеву, но и провести научную сессию по тематике его работ. А основные темы его исследований: генетика пушных зверей, построение доместикационной модели на примере лисиц и генетика поведения. Особенно он интересовался вопросами наследственной изменчивости и механизмами отбора. Для понимания этих процессов Д. К. Беляев задумал воспроизвести первый этап доместикации животных. Генетикой пушных зверей он занимался еще до того, как пришел в ИЦиГ, и уже знал, что при отборе в определенных ситуациях выбрасывается довольно мощный спектр изменчивости. Его заинтересовало, в чем заключаются механизмы такого выброса. Д. К. Беляев предположил, что все связано с изменением поведения: из диких животных трех типов поведения — агрессивных, спокойных и трусливых — одомашнивать можно только вторую группу.

 

Иллюстрация
 

Академик Беляев решил воспроизвести шедший тысячелетиями процесс одомашнивания и проверить свою гипотезу. Он сконцентрировал усилия на проведении отбора у лисиц доместикационного типа. В результате у лис стала меняться окраска меха, поведение, плодовитость, то есть началась ломка по изменчивости. Одомашнивание длилось в течение 50 лет и включило в себя 50 поколений лисиц. В результате появилось много измененных форм и резко повысились темпы отбора.

Эксперимент показал, что в процессе доместикации можно вскрыть те пласты изменчивости, которые нельзя увидеть в обычных условиях. Первоначальный этап, который в природе шел 5-6 тысяч лет, был воспроизведен им в искусственных условиях за полвека. И в результате выяснились механизмы изменчивости: вместе с поведением меняются и другие системы организма.

Эта работа началась в 1958 году и продолжается до сих пор. Сначала она воспринималась как обычная популяционная работа, имеющая отношение к эволюционному процессу. А после 1985 года, когда Дмитрий Константинович скончался, начался бум, особенно за рубежом. Его работы были тщательно проанализированы и начали цитироваться. Это происходило потому, что Беляев в своих исследованиях вплотную подошел к сложным вопросам генетики во всех ее формах — норме и патологиях.

Типичные примеры патологий поведения: шизофрения, паранойя, болезнь Альцгеймера и др. До сих пор нет медицинского средства, которое могло бы излечить эти болезни. Однако в 80-х годах прошлого века за рубежом начали создавать модели исследования этих человеческих патологий на примере животных. И тогда оказалось, что эта работа уже в значительной степени сделана Д. К. Беляевым. Он показал, на чем нужно акцентировать внимание — на поведении. Было выявлено, что беляевское учение есть вектор, который вскрывает все пласты изменчивости. Им можно воспользоваться, чтобы создавать модели патологий человека, норм поведения.

Сегодня одно из важных направлений в генетике, молекулярной биологии, медицине — подходы к лечению сложных патологий: онкологических, сердечно-сосудистых заболеваний, нейропатологий. И в этом отношении беляевские модели оказались очень востребованными. Американцы исследуют совместно с нами лисиц, а немцы — крыс. Наука подошла вплотную к изучению сложных признаков, коими являются норма и патология человека. И, чтобы к ним подступиться, нужно «вывернуть» на поверхность пласты изменчивости из популяции, где они находятся в скрытой форме. Все эти исследования базируются на идеях Д. К. Беляева, отработанных им в процессе доместикации.

Не случайно первым на конференции был доклад ученицы Д. К. Беляева Людмилы Николаевны Трут. Она подробно рассказала о работах по доместикации и напомнила главный жизненный и исследовательский постулат Дмитрия Константиновича: «Жизнь — это стресс, а стресс — это жизнь». В этом — основной принцип жизни академика Беляева и как человека, и как исследователя.

Надо сказать, что проблема доместикации животных входит в сферу интересов не только генетиков, но и представителей других наук, т.е. имеет междисциплинарное значение. Например, она очень интересует археологов, что отметил в своем выступлении первый заместитель председателя Сибирского отделения академик В. И. Молодин. Поэтому этой теме было уделено центральное внимание на конференции.

Иллюстрация
Иллюстрация
Иллюстрация

Был интересный доклад группы ученых из ИЦиГ во главе с чл.-корр. РАН Н. А. Колчановым «Генные сети и эволюция регуляторной генетической системы». Если сказать в нескольких словах, то генные сети — это совокупность генов, которая взаимодействует друг с другом и определяет тот или иной признак. У каждого признака — от десятков до сотен ответственных за него генов. Генная сеть работает на один сложный признак, причем гены могут работать каскадно: одни включаются, другие выключаются. С помощью этого можно лечить наследственные заболевания, определяемые мутацией одного гена. А все сложные признаки, определяющие норму — обмен веществ, различные взаимодействия в организме между тканями и органами — зависят от большого количества генов.

Сейчас наступает период, когда исследователи начинают картировать гены, то есть пытаются увидеть генную сеть, которая определяет поведение (норму и патологию) по методу GTL — он позволяет определить и хромосомы, и гены, которые работают на этот признак. Параллельно идет выяснение молекулярно-генетических основ изменчивости. Определяется, какие именно гены работают на признаки. Если какой-то ген вышел из строя, то можно узнать, где произошел сбой и минимизировать его действие. Этим занимаемся и мы, и немцы, и американцы.

Например, в докладе доктора биологических наук А. Л. Маркеля (ИЦиГ) «Стресс и эволюция — эволюционное исследование крыс с эндогенной патологией» было рассказано о генах, которые поддерживают уровень артериального давления у крыс.

Старший сын Дмитрия Константиновича Николай Дмитриевич Беляев сделал доклад «Как активируется и репрессируется транскрипция»?«, где на примере развития болезни Альцгеймера у крыс исследовал молекулярно-генетические механизмы возникновения патологий. Он взял 8 линий мышей с разными нейропатологиями и показал, в чем причина их возникновения: сначала в генной сети выключается ген, затем идет резкое падение нейронов, и это приводит к патологии — мозг постепенно деградирует. При нормальном функционировании генной сети это все восстанавливается, а при патологии — нет. Николай Дмитриевич сделал интересный вывод, что у людей аналогичные патологии начинаются примерно с 60 лет.

Доклад Гордона Ларка «Изменчивость у самоопыляющихся растений» также был крайне интересен. Дело в том, что у самоопыляющихся растений не должна проявляться изменчивость. Но наступают периоды, когда самоопылители начинают скрещиваться в естественных условиях. Таким образом, временно происходит перекрестное опыление, а потом много поколений снова идет самоопыление. Происходит некий импульсный вброс изменчивости. Это может происходить двумя путями: либо естественный мутационный процесс крайне мощно индуцируется какими-либо факторами, или произошло скрещивание. Причины — в первую очередь меняющиеся условия.

Директор НИИ терапии СО РАМН М. И. Воевода в докладе «Генетика распространенных болезней в Северной Азии» рассказал о направлении, которое ищет ассоциативные связи между отдельными генами и предрасположенностью человека к заболеваниям, в первую очередь к сердечно-сосудистым и онкологическим. Генетическая компонента предрасположенности проявляется серьезно, и необходимо генотипировать население по группам риска, а также наладить профилактическую работу. В этом — медицина будущего.

Было несколько докладов по новой ветви генетики — эпигенетике. Суть эпигенетического подхода в том, что, кроме изменчивости мутационной и комбинационной, существует еще один механизм, определяющий изменчивость по многим признакам — это регуляция генной активности. Иными словами, развитие признака зависит не от мутации гена, а от того, как этот ген работает. Он может работать с разным уровнем активности: включаться максимально, на среднем уровне, выключаться, и от этого могут происходить изменения в признаке. На него могут влиять многие факторы, прежде всего, условия среды. Это новое и спорное направление — здесь можно впасть в лысенковщину. Пока нет даже четкого определения эпигенетики. Ясно только то, что это регуляционная генетика. Происходит имитация либо мутации, либо рекомбинации, и эти модификации генной активности могут сохраняться в ряде поколений. Самое опасное, что это направление может подменить собой генетику. Лысенко говорил, что условия среды могут менять все. Эпигенетика сближается с этим подходом, считая, что изменение признака происходит не под воздействием мутации и рекомбинаций, а благодаря изменению активности определенных генов, а этот механизм до конца не изучен.

Так что конференция, как мне кажется, была интересной, рамки ее не ограничивались только доместикационными процессами, а был дан более широкий взгляд на изменчивость, ее механизмы и результаты, а также на возможность отбора в естественной популяции. Мне показалось, что конференция удалась.

К оценке, данной ак. В. Шумным, присоединился и чл.-корр. РАН В. Евсиков: «В процессе обсуждения были подняты актуальные вопросы существования живого мира и человека. Конференция еще раз показала, что общебиологические проблемы сохранения сознательного и преобразующего начала жизни на Земле (ноосферы по В.И. Вернадскому) — центральные проблемы биологических и гуманитарных наук, опирающиеся в своем творческом полете на крылья генетики и веру в разумный потенциал человека — «непослушного дитя биосферы».

Фото В. Новикова