Когда вредные мутации становятся безвредными

Мутации, вызывающие тяжёлые генетические заболевания, иногда остаются без последствий – по не вполне понятным причинам.

Генетический анализ позволяет с определённой долей вероятности предсказать развитие той или иной болезни. В генах, как мы знаем, содержится информация о белках, а без белков не обходится ни один молекулярный процесс в клетке: с их помощью мы получаем энергию, они же синтезируют другие биологические макромолекулы, такие, как липиды и нуклеиновые кислоты, и т. д. и т. п. Если в какой-нибудь ген попадёт мутация, то кодируемый им фермент будет работать не совсем так, как нужно, или вообще не будет работать, и в таком случае следует подумать, как с этим жить: чего есть, чего не есть, каким спортом заниматься и прочее, и прочее. Конечно, далеко не вся наша ДНК занята именно белок-кодирующими последовательностями, в ней есть масса регуляторных участков, которые управляют активностью других генов, но суть дела в данном случае остаётся прежней – дефект в каком-то регуляторном фрагменте на здоровье может сказаться точно так же, как и мутация в белок-кодирующей области.

Разумеется, медицинский прогноз зависит от важности гена, которая определяется его «родом занятий». И тогда можно предположить, что мутации, которые полностью отключают какой-то важный ген, будут приводить к чрезвычайно тяжёлым последствиям, что должно подтверждаться медицинской статистикой. Однако как раз в статистике со временем начали появляться удивительные случаи, когда у людей с патогенной, казалось бы, мутацией нет никаких признаков болезни. (Об одном из таких исследований мы писали буквально месяц назад.) Может быть, самый выдающийся пример в этом смысле – свежая статья в Nature Biotechnology, авторы которой целенаправленно искали тех, у кого в геноме определённо есть болезнетворные мутации, но с которыми ничего плохого так и не случилось. Стивен Френд (Stephen H Friend) и его коллеги из медицинского центра Маунт Синай, Пекинского института геномики, Лундского университета и других научных центров воспользовались данными 12 масштабных геномных проектов (включая данные известной биотехнологической компании 23andMe, выполняющей генетические анализы для частных заказчиков). Количество проанализированных геномов составило около 590 тыс; исследователей интересовали несколько сотен генов, мутации в которых грозили серьёзными последствиями. Поначалу удалось найти 15 тыс. человек, которые по какой-то причине оказались невосприимчивы к генетическим дефектам; более тщательный отбор уменьшил их количество всего до 13. У каждого из тринадцати была какая-то чрезвычайно опасная мутация, которая должна была бы вызвать муковисцидоз, или синдром Смита-Лемли-Опица, связанный с нарушением синтеза холестерина, или ещё какое-нибудь не менее серьёзное заболевание. Однако, повторим, все они были здоровы, во всяком случае, судя по тем данным, которыми располагали авторы работы.

Здесь необходимо уточнить, что самих носителей мутаций исследователи в данном случае не видели – правила подобных исследований не позволяют найти конкретного человека, чей геном так всех заинтересовал. В случае восьми из тринадцати «мутантов» остаётся вероятность, что их ДНК прочитали с ошибкой, увидев мутацию там, где ее нет – а перепроверить это невозможно. Также нельзя проверить и их клиническое состояние, то есть действительно ли у них нет тех заболеваний, которые должны возникать при подобных мутациях.

Тем не менее, всё равно остаётся вопрос, как организму в таких случаях удаётся избегать генетических болезней. У двух людей, у которых из-за повреждения гена должен был бы возникнуть синдром Смита-Ленли-Опица, в геномах нашли ещё несколько вариантов того же гена, которые, видимо, и спасли положение. Возможно, что и в других случаях всё дело было в дополнительных копиях тех или иных генов, однако детально проверить это предположение пока не представляется возможным. Геномы далеко не всегда читают от начала до конца, в большинстве случаев для секвенирования выбирают только интересующие врачей или самого клиента участки, про которые достоверно известно, что здесь сидят гены ожирения, или гены диабета, или гены какого-нибудь наследственного заболевания. Не исключено, что резервные копии гена – не единственный способ избежать негативного влияния мутаций, и что у генов могут существовать разные системы «подстраховки» друг друга, но для того, чтобы их найти, нужно больше генетических данных.

По материалам The Scientist.