|
www.vigg.ru
Человек и его гены
С.А. Боринская, Н.К. Янковский
Летом
2000 года появились сообщения о том, что полностью определена последовательность
нуклеотидов всего генома человека. Это важный этап самого крупномасштабного
биологического проекта, в котором участвуют тысячи ученых из десятков стран,
подошел к важному этапу. Однако предстоит еще большая работа по описанию
(аннотации) генома - выявлению всех генов, установлению их функций,
характеристики состояний генов (аллелей), выявлению болезнетворных мутаций.
Для такого описания необходима на порядок более высокая точность определения
последовательности. В настоящее время точность определения последовательности
составляет 1 ошибку на 1000 пар нуклеотидов. Необходимая точность - не более
1 ошибки на 10 000 - по расчетам, будет достигнута в 2003 г.
Структура
генома человека
Геномом
(от слов ген + хромосома) называется совокупность всей наследственной
информации организма (всех генов и меженных последовательностей нуклеотидов).
Размер генома человека составляет 3 миллиарда пар оснований. Каждая из 23 пар
хромосом содержит отдельную линейную двунитевую молекулу ДНК. Размер ДНК в
самой большой хромосоме 1 (хромосомы нумеруют по размеру) - 250 миллионов пар
нуклеотидов, а в самой маленькой - 47 миллионов.
В
каждой клетке человека около 30-40 тысяч пар генов, но точное их число пока
не известно. В генах записана информация о структуре молекул РНК: матричной
(кодирующей белки), рибосомной, транспортной и некоторых других видов так
называемой некодирующей РНК.
Средний
размер гена в хромосоме приходится около 50 тысяч пар нуклеотидов. Самые
короткие гены содержат всего два десятка букв-нуклеотидов, например, гены
эндорфинов - белков, вызывающих ощущение удовольствия. Гены интерферонов -
белков, защищающих человека от вирусных инфекций, имеют размер около 700
нуклеотидов. Самый длинный ген, кодирующий один из белков мышц -
миодистрофин, содержит 2,5 миллиона букв.
У
примитивных организмов, таких как бактерии, гены занимают около 80-90% всей
ДНК. У человека на гены приходится, по-видимому, не более 5% нуклеотидных
последовательностей. Остальную ДНК раньше называли избыточной, но со временем
стало ясно, что она выполняет важные функции, в том числе содержит информацию
о том, как, в каком порядке должны включаться гены. Около трети генома
приходится на повторяющиеся последовательности различной длины.
В
начале и в конце гена находятся регуляторные последовательности, которые
определяют в каких тканях, на каких этапах развития и при каких внешних или
внутренних (например, гормональных) сигналах будет работать данный ген.
Регуляторные
последовательности находятся не только рядом с генами, но и в участках,
содержащих так называемую реторовирусную ДНК - остатки ретровирусных геномов,
которые когда-то встроились в геном человека и переходят в его составе из
поколения в поколение. Ретровирусы принадлежат к широкой группе генетических
элементов, реплицирующихся с помощью обратной транскрипции. Некоторые
ретровирусы не связаны с какой-либо болезнью, тогда как другие очень
патогенны, такие как вирус гепатита В и вирус иммунодефицита человека. Ретровирусы
инфицируют разнообразные виды позвоночных, от рыб до человека. Во время
репликации ретровирус копирует свой РНК-геном в ДНК, используя кодируемый
вирусным геномом фермент - обратную транкриптазу (ревертазу). Вирусная ДНК
встраивается в хозяйские хромосомы с помощью другого вирусного фермента -
интегразы. Если вирусный геном встраивается в хозяйские гены, это блокирует
работу гена. Если участок встраивания находится рядом с геном, то
регуляторные элементы вируса могут влиять на работу клеточных генов.
Встраивание "чужих" регуляторных последовательностей рядом с
генами, отвечающими за чередование фаз деления и роста клетки, приводит к
перерождению клетки в раковую.
При
встраивании генома вируса в зародышевую линию клеток вирусная ДНК наследуется
как менделирующий признак. Большинство вирусных последовательностей
встроились в геном предков человека десятки миллионов лет назад. За прошедшее
время в них накопилось множество мутаций и они утратили свою патогенность.
Часть из них сохранила способность "прыгать" по геному, перенося
регуляторные элементы. Эндогенные ретровирусы составляют около 3% ДНК
человека.
Гены
человека (также как и других эукариотических организмов) имеют сложную структуру.
После синтеза РНК некоторые ее участки (их называют вставочными
последовательностями или интронами) вырезаются, а оставшиеся (их называют
экзонами) сшиваются в единую цепь, содержащую белок-кодирующую
последовательность и сигналы регуляции трансляции. Интрон-экзонная структура
генов достаточно сложна. Экзоны могут соединяться в различных сочетаниях,
благодаря чему один ген может определять синтез нескольких десятков
различающихся своей аминокислотной последовательностью белков. Различия
интрон-экзонной структуры зрелой мРНК могут определять интенсивность синтеза
одного и того же белка в разных тканях или на разных этапах онтогенеза.
Большинство
генов в каждой клетке "молчит". Набор активных генов различается в
зависимости от типа ткани, периода развития организма, полученных внешних или
внутренних сигналов. Можно сказать, что в каждой клетке "звучит"
свой аккорд генов, определяя спектр синтезируемых мРНК, кодируемых ими белков
и, соответственно, свойства клетки.
В
каждой клетке (кроме эритроцитов, у которых отсутствует ядро) работаю гены,
кодирующие ферменты репликации и репарации ДНК, транскрипции, компоненты
аппарата трансляции (рибосомные белки, рРНК, тРНК, аминоацилсинтетазы и др.
ферменты), ферменты синтеза АТФ и другие компоненты, необходимые для ведения
"домашнего хозяйства" клетки. Заведуют "домашним
хозяйством" около одной пятой всех генов.
Отличия
людей друг от друга на уровне генов
Все
большее внимание ученых привлекает проблема разнообразия генома человека. Эти
исследования направлены на решение фундаментальных научных проблем, связанных
с происхождением человека, и на выяснение генных различий, связанных с
чувствительностью или устойчивостью человека к различным заболеваниям и
воздействиям среды.
Генетические
тексты двух человек отличаются друг от друга примерно одной буквой из тысячи.
Остальные 999 нуклеотидов у них одинаковы. Конечно же, замены не распределены
равномерно в геноме - их больше в некодирующих участках. В каждой зародышевой
клетки возникает несколько мутаций, отличающих ее геном от родительского. В
некоторых участках хромосом, кодирующих особенно важные белки или рибосомную
РНК, замены нуклеотидов встречаются относительно редко, в других частота
обнаружения мутаций может быть в десятки раз выше. Наиболее часто встречаются
мутации в гене рецептора гормона роста - в этом участке они обнаруживаются у
одного из 100 000 человек.
Пока
люди живут вместе, появляющиеся у них мутации распространяются по всей
группе. Если же группы разделились, процесс накопления мутаций идет в них
независимо. Способ датировки эволюционных событий по генетическим изменениям
основан на постоянстве числа накопленных мутаций за определенный отрезок
времени. Лишь небольшая часть этих мутаций (преимущественно в
белок-кодирующих областях) вредна. Большинство мутаций, по современным
представлениям, нейтральны (то есть не оказывают какого-либо полезного или
вредного влияния на их обладателя). Они не отсеиваются отбором и, раз
появившись, передаются из поколения в поколение. Метод, предложенный английским
биохимиком Лайнусом Полингом для аминокислотных замен в белках, был назван
"молекулярными часами". Позже скорость хода "молекулярных
часов" была установлена по скорости изменения ДНК тех видов, время
расхождения которых было известно по ископаемым останкам. Однако точность
этих методов по статистическим причинам не очень высока - ошибка в
молекулярных датировках может составлять 20-30%.
"Молекулярные
часы" помогли определить дату разделения ветвей человека и обезьян - от
5 до 7 млн лет назад. До этого палеонтологи полагали, что разделение
произошло около 25 млн лет назад. Однако теперь "молекулярная"
датировка является общепринятой. Считается, что предки человека и шимпанзе
разделились около 5 млн лет назад, отделение горилл произошло раньше, и еще
раньше, около 10-15 млн лет назад, отделилась ветвь орангутанов. Пересмотр
представлений об происхождении человека связан с развитием методов
молекулярной генетики, в частности, с внедрением в практику исследований
полимеразной цепной реакций, которая позволяет быстро нарабатывать нужные для
анализа количества ДНК даже если в образце присутствует всего несколько
фрагментированных молекул, и с разработкой методов автоматического анализа
ДНК и компьютерной обработки данных. Новые сведения получены также в связи с
увеличением числа изученных останков древних гоминид и с развитием в
последние десятилетия новых методов палеонтологии (датировка останков
термолюминесцентными методами и методом электронного спинового резонанса),
которые позволили уточнить даты в период 200 - 50 тыс. лет.
"Адам"
и "Ева"
За
последнее десятилетие молекулярная антропология и палеогенетика заняли
достойное место в исследованиях антропогенеза.
Для
сравнительного исследования генетического родства популяций используют и
ядерную ДНК, и ДНК, содержащуюся в клеточных органеллах митохондриях.
Митохондрии человека содержат кольцевую молекулу ДНК (мтДНК), состоящую из 16
500 пар нуклеотидов - это совсем немного по сравнению с ДНК хромосом,
находящихся в ядре клетки и состоящих из десятков и сотен миллионов пар
оснований. Кроме того, мтДНК передается только по материнской линии и не
участвует в рекомбинации, что упрощает ее анализ. Так как мтДНК мутирует в 10
раз чаще, чем ядерная ДНК, это делает "часы" более точными.
Получившие
известность исследования, выявившие общность происхождения мтДНК ныне живущих
людей, были проведены в 1987 г. Аланом Уилсоном и его коллегами из
Калифорнийского университета в Беркли. Они изучили мтДНК представителей
различных рас - африканцев, азиатов, европеоидов. Наибольший уровень
разнообразия ДНК был найден в Восточной Африке, что указывает на африканское
происхождение человека современного типа. По степени разнообразия мтДНК
современных людей Уилсон оценил время существования предковой
последовательности для всех изученных мтДНК. В соответствии с его выводами,
общая "праматерь", к которой восходят все типы мтДНК современных
людей, жила в Восточной Африке менее 200 000 лет назад. Обладательницу этой
мтДНК тут же окрестили "митохондриальной Евой", что породило неверные
толкования - будто все человечество произошло от одной женщины. Речь идет
лишь о сохранении до настоящего времени одной из нескольких линий мтДНК, но
не остальных генов. Современники "Евы" внесли свой генетический
вклад. Изучение разнообразия ДНК других генов, находящихся в разных
хромосомах, показало, что численность популяции в период видообразования
составляла около 10 000 человек.
Близкие
оценки времени существования общего предка получены и при изучении
передающейся только по отцовской линии Y-хромосомы. К радости генетиков оказалось, что
"Адам" жил в том же районе и примерно в то же время, что и
"Ева". Эволюционная история мтДНК и Y-хромосомы отличается, так как связана с разными
брачными традициями, разным поведением мужчин и женщин при переселениях,
завоеваниях или колонизации. На основе распределения частот различных аллелей
генов Y-хромосомы и мтДНК составлена
карта расселения людей с Африканской прародины.
Исследования
ДНК неандертальцев
Кроме отсутствия
рекомбинации и передачи по материнской линии, мтДНК обладает особенностями,
делающими ее удобным (а подчас единственно возможным) объектом при
молекулярно-генетическом исследовании ископаемых останков. В клетке
присутствует 100-1000 копий мтДНК (по сравнению с единичными копиями ядерных
генов). Кроме того, кольцевая форма мтДНК делает ее более устойчивой к
разрушению, которое часто начинается со свободных концов молекулы.
В 1997
г. работавшему в Германии генетику Сванте Пэбо удалось прочесть участок
мтДНК, выделенную из останков неандертальца, найденного в 1856 г. в
Фельдгоферовской пещере* близ Дюссельдорфа в Германии. Летом 2000 года
появилось сообщение другой группы ученых об исследовании второго образца
неандертальской мтДНК, выделенной из останков скелета ребенка, найденного в
пещере Мезмай на Северном Кавказе. Во втором случае останки точно датированы
радиоуглеродным методом - им 29 000 лет. Это представитель одной из последних
живших на Земле групп неандертальцев.
Неандертальцы
представляют собой группу гоминид, которая населяла Европу и Западную Азию в
период от 300 000 до 28 000 лет назад. Часть этого времени они сосуществовали
с человеком современного анатомического типа, расселившегося в Европе около
40 000 лет назад. Ранее на основе морфологического сравнения неандертальцев с
человеком современного типа, было выдвинуто три гипотезы: 1) неандертальцы
были прямым предком человека; 2) они внесли некоторый генетический вклад в
генофонд Homo sapiens; 3)они были независимым видом и
полностью были замещены человеком современного типа, не внося генетического
вклада.
Обе
неандертальских мтДНК имеют общие отличия от мтДНК людей. Отличия
нуклеотидных последовательностей неандертальцев от мтДНК человека выходят за
границы внутривидового разнообразия H.sapiens
. Это говорит о том, что
неандертальцы представляют отдельный, хотя и близкородственный человеку, вид.
Время существования последнего общего предка человека и неандертальца
оценивается по числу различий между мтДНК как 500 000 лет, что согласуется с
палеонтологическими данными. Популяции предков Homo neanderthalensis и Homo sapiens разошлись 300 000 лет назад.
Время
расхождения существования общего предка для двух исследованных неандертальцев
составляет по молекулярным оценкам 150 000 лет. Это совпадает со временем
появления неандертальцев в палеонтологических летописях. Неандерталец
эволюционировал в Европе одновременно с эволюцией современного человека в
Африке. Судя по генетическим данным, эти процессы шли независимо и
неандерталец не внес генетический вклад в генофонд человечества.
Известно,
что 40-50 тысяч лет назад человек расселился по Европе, а 28 тысяч лет назад
вымерли неандертальцы. Не известно, какова связь этих события - проиграл ли
неандерталец в конкуренции с человеком, или его вымирание связано с
изменением климата. Пропорции тела неандертальцев показывают адаптацию к
очень холодному климату.
Считается,
что циклические изменения климат, происходившие с интервалом в десятки тысяч
лет, а играли существенную роль в эволюции и распространении всех видов, в
том числе и человека. В периоды похолодания медленно нарастала масса
континентальных ледников, природно-климатические зоны сдвигались на юг,
снижался уровень моря (так как вода уходила в ледники), и усиливалась
аридизация тропических зон. За этим следовало относительно быстрое таяние
льдов, повышение уровня моря и теплый межледниковый период. Эти циклические
изменения приводили к значительным изменениям растительности, а также ареалов
обитания и численности фауны всего Земного шара. В периоды потепления
происходило повышение численности и разнообразия живых форм, расселение видов
на пригодные для жизни территории - из Африки в Азию и Европу через Суэцкий
перешеек и в Европе на освободившиеся из-под ледника территории. В период
наступления ледника в Европе обитаемые зоны и численность животных
сокращалась, сплошное "море" жизни распадалось на отдельные
"озера". В Африке аридизация приводила к расширению Сахары, которая
закрывала "выход" африканских видов в Азию. Таким образом, контакты
африканской и евразийской биоты определялись глобальными циклами
потепления-похолодания.
Исследование
разнообразия ядерных генов человека, в том числе повторяющихся
последовательностей, и сравнение их с разнообразием генов других шимпанзе и других
животных показало, что человечество недавно (в эволюционных масштабах) прошло
через "бутылочное горлышко" - резкое падение численности популяции.
Различные группы генетиков, исходя из оценок генетического разнообразия
современных популяций человека, пришли к выводу, что на протяжении последнего
миллиона лет численность прямых предков человека колебалась от 40 до 100
тысяч. В период прохождения "бутылочного горлышка" 130 000 лет
назад она сократилась до 10 тысяч индивидов, то есть на 75-90%, что привело к
утрате значительной части генетического разнообразия. Сравнительные
исследование мтДНК разных популяций современных людей позволило выдвинуть
предположение , что еще до выхода из Африки, около 60-70 000 лет назад (в
этот период также наблюдалось снижение численности, но не столь значительное,
как предыдущее) предковая популяция разделилась по крайне мере на три группы,
давшие начало трем расам - африканской, азиатской и европейской.
Изучение
генетического разнообразия популяций человека имеет важное значение не только
для понимания процесса антропогенеза, но и для понимания механизмов адаптации
популяций к различным условиям обитания, устойчивости или восприимчивости к
тем или иным заболеваниям, для разработки методов ДНК-идентификации личности
и для ДНК-диагностики наследственных и онкологических заболеваний.
Гены и
здоровье
Всего
известно 5000 наследственных заболеваний, из них 2000 - тяжелых
инвалидизирующих расстройств. Значительные успехи достигнуты в изучении
молекулярных причин наследственных заболеваний. Наследственные заболевания
связаны с изменением числа хромосом (табл. 1) или с мутациями. Большинство
таких мутаций на протяжении десятков тысяч лет передаются из поколения в
поколение, сохраняясь в популяции (табл. 2). Так, в случае заболевания
фенилкетонурии частота появления больных (гомозигот по рецессивному аллелю)
составляет 1:15000 рождений, а частота гетерозиготного носительства
болезнетворного аллеля - 1:62. Именно поэтому генетический груз в популяции
не уменьшается при таких евгенических мерах, как уничтожение больных (как это
происходило в античной Спарте) или их стерилизации (как в США, где в первой
половине ХХ века более 60 тыс. человек было принудительно подвергнуто этой
процедуре).
Для
выявления болезнетворных мутаций исследуют семьи, в которых то или иное
заболевание встречается в нескольких поколениях. Для почти 500 заболеваний
найдены связанные с ними генами и выявлены мутации, приводящие к болезни.
Но
иногда болезнетворные мутации возникают заново в клетках зародышевого пути.
Например, один из видов карликовости - ахондроплазия - встречается с частотой
1:100 000. В 80% случаев ахондроплазия вызывается вновь возникшей доминантной
мутацией (замене гуанина на цитозин), приводящей к замене аминокислоты
глицина на аргинин в рецепторе гормона роста. При этом ни у кого из
родственников больного нет этого заболевания. Эмбрионы, гомозиготные по
данной мутации, погибают.
Другой
механизм появления у детей заболевания, которого не было у их родителей -
накопление из поколения в поколение повторяющихся фрагментов ДНК внутри
некоторых генов. К таким заболеваниям относится синдром ломкой Х-хромосомы.
Это заболевание проявляется уже в детстве и сопровождается нарушениями роста,
задержкой умственного развития, уходом ребенка от социальных контактов
(аутизмом). В одном из генов Х-хромосомы у больных обнаружено увеличенное
число повторов тринуклеотида ЦГГ. В норме число повторов не превышает 50,
тогда как у больных оно больше 90. Число повторов увеличивается при
репликации хромосом.
Большинство
вредных мутаций проявляется на ранних этапах развития - в детстве или даже во
внутриутробном периоде. Однако некоторые "поломки" генов могут не
проявляться до глубокой старости. Ученые нашли гены, мутации в которых
связаны с различными формами старческого слабоумия - болезнями Альцгеймера,
Паркинсона, Гентингтона. Наиболее часто встречающаяся болезнь Альцгеймера
начинается в 60-80 лет с утраты памяти на недавние события и способности
выполнять привычные действия (одеваться, причесываться). Постепенно больной
перестает узнавать своих близких, забывает даже свое имя и через несколько
лет умирает, находясь к этому времени в совершенно беспомощном состоянии.
Изучение найденных генов помогает понять причины изменений работы мозга на
молекулярном уровне и найти пути лечения этой болезни. Одним из средств
профилактики нарушения работы мозга в старости является высокая
интеллектуальная активность на протяжении всей жизни человека.
Данные о
распространенности в России хромосомных болезней и врожденных пороков
развития (среди них имеются как наследственные, так и связанные с
неблагоприятными воздействиями на плод во время беременности) приведены в
табл. 3.
Не
только наследственные, но и предрасположенность к инфекционным заболеваниям
имеет генетическую основу. Разные люди в разной степени восприимчивы к
различным инфекциям.
"Чума"
ХХ века - СПИД - пока неизлечимое заболевание. Но некоторые люди (в Европе
около 1-2 %) невосприимчивы к вызывающему СПИД вирусу иммунодефицита человека
(ВИЧ) из-за мутации в гене хемокинового рецептора. Хемокиновый рецептор
расположен на поверхности клеток и служит "посадочной площадкой"
для вируса СПИДа. В отсутствии этого белка вирус, попав в организм, не способен
проникнуть внутрь клетки и не приводит к заболеванию. Описаны и другие
мутации, приводящие к повышенной устойчивости к ВИЧ.
Другой
пример - эпидемия "коровьего бешенства" (губчатая болезнь мозга),
распространившаяся в Англии в связи с изменением технологии приготовления
костной муки, используемой в качестве кормовой добавки для скота (была
снижена температура обработки) и поразившая 160 000 животных. Пик эпидемии
пришелся на 1992 г. Заболевание вызывается белком-прионом - удивительным
инфекционным агентом, не содержащим ДНК и вызывающим изменение конформации
клеточных белков и нарушение функций клеток нервной системы. Хотя зараженную
говядину употребляли многие, только два десятка человек заболели. Все
заболевшие люди имели одну и ту же мутацию, известную ранее и считавшуюся
нейтральной.
В
последние годы особое внимание уделяют распространенности в различных
популяциях аллелей генов предрасположенности к тем или иным заболеваниям и
так называемых генов "внешней среды". В частности, это гены, контролирующие
детоксикацию чужеродных веществ. Все вещества, посутупающие в организм,
метаболизируются в два этапа. На первом этапе образуются промежуточные
генотоксические вещества. На втором этапе эти промежуточные метаболиты
превращаются в растворимые безвредные соединения, которые выводятся из
организма.
Показано,
что при снижении активности детоксификационной функции плаценты (она связана
с ферментом, называемым плацентарной глютатион-трансферазой) возрастает риск
ранних спонтанных абортов.
То, как
организм реагирует на вредные воздействия среды, например, на табачный дым,
также в значительной мере определяется активностью системы детоксикации.
Например, у 3% женщин встречается сочетание генов, ответственных за
обезвреживание канцерогенов табачного дыма ферментами печени, которое в 10
раз повышает риск развития рака молочной железы. Таким женщинам курить строго
противопоказано. Влияют гены и на эффективность лечения различными
препаратами. Так, лечение эндометриоза - заболевания, встречающегося почти у
10% женщин белой расы - широко используемым препаратом циклофероном у части
больных безрезультатно по причинам генетического характера.
Найдены
гены, защищающие от заболевания некоторыми формами рака. Особенно эффективно
они действуют в сочетании с благоприятными условиями среды. Например,
вероятность развития рака толстой кишки снижается в присутствии некоторых
аллелей генов детоксикации, также как и при употреблении в пищу капусты
брокколи или зеленого чая.
Получение
информации о собственных генетических особенностях для каждого человека из
научной перспективы превращается в повседневную реальность. Это дает
возможность еще до рождения предсказать, к каким наследственным заболеваниям
будет предрасположен человек, какие меры профилактики и лечения могут быть
приняты. Меньше известно о том, что можно получить и определенные
рекомендации по выбору профессии, установить какая деятельность будет связана
с повышенным риском для данного индивида.
Например,
давно известна ассоциация между анилиновыми красителями и риском
возникновения рака мочевого пузыря. Недавно, однако, было установлено, что
такому грозному "производственному" осложнению особенно подвержены
индивидуумы, у которых сочетается повышенная активность ферментов первой фазы
детоксикации с пониженной активностью ферментов второй фазы.
С
частотой 15% встречается аллель гена аполипопротеина Е (белок, отвественный
за связывание липидов), приводящий к ухудшению регенерации нервных тканей
после травм или сотрясений мозга, особенно если индивид гомозиготен по
данному аллелю. Значит, таким людям не стоит выбирать профессию боксера или
автогонщика. Другой пример - у носителей мутации, приводящей к талассемии
(заболеванию крови) при повышенной физической нагрузке может наступить смерть
от избытка кислорода в крови. Такие случаи зафиксированы в армии США - по
этой причине погибло несколько темнокожих солдат. Очевидно, что тестирование
талассемической мутации может быть целесообразным при отборе пилотов
авиалайнеров - ведь им иногда приходится применять кислородные маски, которые
в случае носительства мутации представляют угрозу жизни пилота, а тем самым и
угрозу жизни всех пассажиров.
В
настоящее время в ряде стран, в том числе и в России, проводятся
исследования, делающие возможным получение любым желающим генетического
паспорта - документа, в котором будут указаны существенные для здоровья и
выбора профессии наследственные особенности. Предполагается, что стоимость
таких анализов будет относительно невысока.
Медико-генетическое
консультирование
Если
известно, какие именно мутации приводят к заболеванию, то их можно
тестировать на любой стадии развития организма еще до появления первых
признаков заболевания. Возможность ранней диагностики позволяет провести
профилактическое лечение и не дать болезни проявиться. Если болезнь
смертельная и неизлечимая (такая как миодистрофия Дюшенна, при которой смерть
наступает в отрочестве от паралича сердечной или дыхательных мышц), то
дородовая ДНК-диагностика позволяет принять решение о прерывании беременности
на ранних сроках. В России имеются крупные медко-генетические центры в
Москве, Санкт-Петербурге, Томске, Уфе, Новосибирске, в которых проводится
диагностика более 20 наиболее распространенных заболеваний. Для постановки
диагноза по одному заболеванию достаточно капли крови, пересылаемой по почте.
В
настоящее время за медико-генетической консультацией обычно обращаются те
семьи, в которых дети или родственники уже имеют какую-либо врожденную аномалию.
Проконсультироваться у врача-генетика следует в следующих случаях:
Беременным
в возрасте свыше 35-40 лет, или если возраст отца превышает 44 года.
Если в
семье уже были случаи рождения детей с наследственными заболеваниями.
Если
один или оба супруга получили повышенную дозу радиации, подвергался
воздействию вредных факторов среды, принимал препараты, способные вызвать
нарушения развития эмбриона.
Если
будущие родители принадлежат к этническим группам, в которых часты случаи тех
или иных наследственных заболеваний.
Задача
врача консультанта - собрать данные о наличии заболеваний в семьях родителей,
провести генодиагностику, предоставить информацию о возможных генетических
нарушениях, провести дородовую диагностику, а также помочь в выборе лечения,
если оно необходимо. Данные генетического анализа должны быть такой же
врачебной тайной, как и результаты обычного медицинского обследования.
Существующие методы лечения направлены на то, чтобы скомпенсировать
наследственные дефект, создать условия, в которых развитие приблизиться к
норме. В недалеком будущем для лечения наследственных заболеваний больным
будут вводить "здоровые" гены, которые смогут выполнить ту работу,
которую не способен сделать "больной" ген. Такой способ лечения
называется генотерапией. Первым заболеванием, в отношении которого была
применена генотерапия, был наследственный иммунодефицит, связанный с мутацией
в гене аденозиндезаминазы. В 1990 г. в США 4-х летней девочке, страдающей
этим заболеванием, были введены ее собственные лимфоциты , в которые
предварительно был введен нормальный ген. За 3 года девочке провели 23
внутривенных вливания, в результате которых состояние больной настолько
улучшилось, что она смогла вести нормальный образ жизни.
Таким
образом, изучение генома человека оказалось важным не только для сохранения
его здоровья и разработки новых методов лечения, но и для понимания
генетической составляющей его поведения и характера, интеллектуальных
способностей, для восстановления истории возникновения и расселения человека.
|
