Tag Archives: ДНК

Маленькие истории. Дух предков

наследие неандертальцевМоя прапра- (плюс еще около 2000 раз) бабушка переспала с неандертальцем. Я долго мучился, не понимая, как мне к этому относиться. Беседы с психотерапевтами не помогали, и я начал пить. Однажды собутыльник спросил, почему я так уверен, что что-то было. Он сам-то, например, не помнил, что было с ним накануне, а тут события 50,000 летней давности. 23andme.com, которому  сдал свой образец ДНК 10 лет назад, сообщил мне о наличии у меня 301 варианта неандертальцев в моей ДНК. Примерно столько имеют датчане и шведы, но это другая история.

А потом случайно я прочитал статью про одомашнивание животных. О том, как выдающийся советский ученый Дмитрий Беляев одомашнил лис, доказав тем самым процесс одомашнивания животных, в частности, собак. Кстати, одомашненных лис продают, и они, как говорят, не хуже котиков (и мой кот убил бы меня за это темной ночью, если бы узнал, что я такое говорю).

Интересно, что у домашних животных появляются особые признаки – белые пятна на шерсти, голубые глаза, челюсти становятся меньше, череп сужается, а характер становится мягче и добрее. На основании этого была даже выдвинута гипотеза о том, что людей одомашнили неандертальцы. Отбирали самых милых, покладистых и отзывчивых. Жили дружно и весело. Смотрите, как они прекрасны:

неандертальцыНеандертальцы. Работы Tom Björklund

А потом неандертальцы исчезли, оставив во многих людях, как и во мне, частичку себя. Никто не знает точно, почему и как это случилось, но самые ходовые версию по этому поводу – о том, что они были тупые и не смогли выдержать конкуренции с людьми. А можно предположить, что они были как раз отличные ребята, которых перебили, так же как мамонтов, прирученные ими же люди. На людей это очень похоже.

Поэтому я посмотрел на историю под другим углом. Тот неандерталец любил мою прабабушку, а она – его, и вместе позаботились о ребенке. Именно поэтому малыш выжил, вырос и продолжил род. Оценивая качества, которые в дефиците у людей именно в той же пропорции, в какой в жилах у меня течет кровь неандертальцев, я могу смело предположить, что свободолюбие и острое чувство справедливости у меня именно от дедушки-неандертальца. Спи спокойно, дедуля. Теперь я не только покончил с мучившей меня историей, но и нашел повод для гордости. Вот он, кстати:

неандертальцы


Что делать? Совет от рыб и улиток

цихлидаУ африканских цихдид, живущих в водах озера Танганьика, – строгая социальная иерархия. Всем в стае правят альфа-самцы. Они красивые, шустрые и сексуально активные, и все самочки – их. А 86 процентов :) других самцов – невзрачные и сексуально неразвитые. Но всегда найдется птичка, которая заметит цветастого самца и скушает его. Иерархия требует определенного количества самцов в стае, и одному из невзрачных ребят выпадает шанс. В течении нескольких дней он окрашивается черными полосками и оранжевыми пятнами, увеличивается в восемь раз в размере, и отращивает пенис. Он становится полноценным альфа-самцом. Если бы он написал мемуары – он назвал бы их: «Если тебе выпал шанс – срочно отращивай пенис».

Представители одного из видов африканских пресноводных улиток Bulinus truncatus – гермафродиты. Они прекрасно существуют, не удушая себя семейными узами, и рожают здоровое потомство. Понятно, что потомство имеет такие же гены, как и у родителя. С одной стороны – если генетический расклад показывает выживаемость, зачем его менять? Но ситуация может измениться, например, возникают сказочные условия для одного из паразитов, скажем, schistosoma, которая использует улиток для одного из этапов своего развития. Когда паразитарная нагрузка возрастает угрожающе, улитки забивают на свой гермафродитизм. Часть из них отращивает пенисы и начинает трахаться налево и направо, тусуя, таким образом, колоду ДНК потомства, так, чтобы подобрать лучший генотип для противодействия паразитам. Когда появляется устойчивое потомство, улитки возвращаются к привычной жизни. Если бы улитки могли прочитать нам мораль, то она звучала бы так: «в трудной ситуации, даже если ты гермафродит – сразу же отращивай пенис».

Японские гоби, донные рыбки, известны тем, что в стае есть только один самец. Он всех и защищает и все самочки — только его. Все довольны и счастливы. Но только вот самец тоже может погибнуть – птица ли его съест, либо другая рыба, и стае сразу же грозит вымирание. Но одна из самок тут же, как вы уже догадались, отращивает пенис и становится полноценным самцом. Кстати, когда проводили эксперименты в аквариуме, то наблюдали поразительную картину. Забирают самца, и одна из самок превращается в главу семьи. Потом возвращают самца в аквариум, и временно исполняющая его роль рыбка превращается обратно в самочку. Она бы нам рассказала, что «когда мужик пропал – отращивай пенис. Ну, а если мужик вернулся, можешь вновь стань женщиной».

Если бы эти рыбки и улитки посмотрели на нашу жизнь, ее неопределенность и запутанность, я уверен, они бы воскликнули: «Черт его знает, ребята, что у вас происходит, но ясно одно — срочно отращивайте пенисы!»

Примеры из книги:
Blum, D. (1997). Sex on the brain: the biological differences between men and women. New York: Viking.

Фото: fishlover


Ландыши, ландыши

Pepsi ColaВ давней песне Lil Kim «How many licks» воспеваются ее сексуальные характеристики, разумеется. Там есть слова: «Designer pussy, my shit come in flavors». Помню, мы тогда с приятелем обсуждали, что будет, если появятся, гипотетически, например, таблетки, которые смогут делать наш shit пахнущим фиалками или абрикосами, и пришли к выводу, что даже если это будет вредно для здоровья, спрос будет. Дизайн вагины уже тогда предлагался косметическими клиниками, и я смотрел пару документальных фильмов, как это делается. Уже недавно Лана дель Рей пела про «My pussy taste like Pepsi Cola», напоминая, что вопрос еще не закрыт.

И вот, один из стартапов, Sweet Peach Probiotics, сообщает нам, что запахи, которые мы источаем, в том числе от интимных мест, не наши – это запахи, создаваемые микробами, и это так. Предполагается, что пользователь сервиса делает простой сбор биологических образцов, посылает в лабораторию, где, на основе анализа , создается персонализированный набор пробиотиков, которые, при регулярном приеме, уберут неприятные запахи. История со стартапом, особенно с тем, кто там что говорит,  весьма запутанная, и публичные заявления некоторых лиц, причастны к проекту, вызвал шквал негодования в интернете: женщины возмущались, что кто-то судит и решает, как должна пахнуть женщина. Некоторые персонажи, имеющие неоднозначное отношение к стартапу, обещают, что сделают вагину пахнущей ландышами или пепси-колой, на выбор клиента. Они вполне серьезны — их другой стартап,  Petomics, нацелен на то, чтобы сделать какашки домашних питомцев пахнущими бананами.


Генетика предсказывает семейную жизнь

Chromosome 17В октябре 2013 года вышло исследование, наверное, впервые связывающее воедино генетику, эмоции и удовлетворение семейной жизнью. Исследование началось еще в 1989 году, когда ученые стали наблюдать за 150 семейными парами. Каждые пять лет пары приезжали в университет и описывали свою семейную жизнь, разговаривали друг с другом по запись, которую затем всесторонне исследовали. Недавно 125 пар сдали тест на ДНК, что позволило узнать и генетическую сторону вопроса.

Каждый человек наследует копию варианта гена (аллеля) 5-HTTLPR от одного из родителей. Участники исследования с двумя короткими версиями гена 5-HTTLPR оказались самыми несчастными в семейной жизни, когда в ней присутствовали злость и презрение, и самыми счастливыми, когда было много юмора и привязанности! А вот семейная жизнь участников с длинными версиями оказывалась мало зависимой от эмоций.

Исследователи говорят, что судя по данным, люди с короткими версиями гена либо будут цвести в счастливом браке, либо страдать в крайне плохом. Стоит заметить, что пара, где у одного супруга короткая версия гена, а у другого – длинная, может совершенно прекрасно жить счастливо и долго. Больше про 5-HTTLPR в Википедии.

Таких исследований в ближайшее время нам предстоит увидеть очень много. Мы наверняка станем лучше понимать друг друга, когда будем знать больше, и семейная жизнь, которой сегодня прочат увядание, наоборот, обретет вторую жизнь?

Haase, C. M., Saslow, L. R., Bloch, L., Saturn, S. R., Casey, J. J., Seider, B. H., Levenson, R. W., et al. (2013). The 5-HTTLPR polymorphism in the serotonin transporter gene moderates the association between emotional behavior and changes in marital satisfaction over time. Emotion, 7, 7.


Лучше сорок раз по разу

интенсивные упраженияШведские ученые из Университета в Лунде пригласили два десятка мужчин, с небольшим ожирением, среднего возраста в 37 лет, которые прежде не увлекались физическими упражнениями, принять участие в исследовании. Им полагалось посещать занятия аэробными упражнениями 3 раза в неделю в течение 6 месяцев. В реальности, в среднем, мужчины посетили зал 1,8 раз в неделю, или по 42,8  часовых сессий вместо запланированного. Это нормально.

До начала курса и по его завершении у мужчин взяли материалы для генетического анализа. Ученые смотрели на эпигенетические изменения в жировых клетках: 480 000 позиций генома были исследованы, и обнаружены 17,975 индивидуальных CpG позиций в 7,663 генах (из 20000-25000 генов всего). Среди этих  17,975 позиций, 16,470 увеличили и 1,505 уменьшили уровень метилирования ДНК. Особое внимание уделялось изменениям в генах, известных своей вовлеченностью в диабете второго типа и ожирения. Фактически упражнения изменили инструкции организма по хранению жира в жировых клетках.

Это, в общем-то, предсказуемо, хотя подобных исследований эпигенетических изменений в жировых клетках еще не проводилось. Никто не спорит, что человеческий организм настроен на движение, и сидячий образ жизни меняет его работу в худшую сторону, в целом, отражаясь в экспрессии генов. Тысячи исследований подобного  рода уже проведены, и тысячи будут, и понятно, что такие феномены следует ожидать.

Они не задали вопрос, к сожалению, сколько по времени надо заниматься и в какой интенсивности, чтобы метаболизм работал максимально эффективно, и эти позитивные изменения оставались с человеком? Сколько нужно заниматься упражнениями, догадаться можно – всю жизнь.

Часовые упражнения в спортзале не являются необходимыми и существенными для изменений – это социальный конструкт, определяемый бизнесом, а не биологией. Зачем они растянули все это на полгода, если уже известно, что эпигенетические изменения происходят быстро? Было бы куда интереснее, если бы они проверили еще раз все свои находки через месяц и полгода после окончания занятий (они проверили через более чем двое суток).

Их коллеги, в том числе из Каролинского института в Швеции, в 2012 году опубликовали исследование (Barrès, et al., 2012) как всего лишь одна интенсивная тренировка на велотренажере, которая заканчивалась по расходованию человеком 400 Ккал, но не более 20 минут, приводила к эпигенетическим изменениям в мускульной ткани. Образец такой ткани брался до начала, сразу после окончания тренировки и через три часа после нее.

Прямое сравнение изменений невозможно, но исследователи также следили за изменениями в генах, связанных с диабетом 2 типа. Одна такая тренировка приводила к изменениям в организме, благотворно влияющим на здоровье и снижение риска многих заболеваний.

Одновременно, в пробирке, исследователи смотрели, как меняется экспрессия генов ткани мыши под воздействием кофеина. Кофеин мимикрирует некоторые изменения в экспрессии генов, характерные для изменений под влиянием физических упражнений.

Резюме такое: интенсивные упражнения приводят к эпигенетическим изменениям, и эти изменения происходят гораздо быстрее, чем предполагалось. Действительно, кофеин приводит к аналогичным (но не совсем) результатам. Эти изменения – транзитивные, и, вероятно, большая их часть исчезает в течение нескольких часов иди дней. Интересно было бы узнать, какие изменения остаются надолго, даже навсегда.

Итак, позитивные изменения, которые человек может достичь, позанимавшись в спортзале 1 час, или 15 минут, или выпив чашку кофе – аналогичны по сути. Не стоит, конечно, заменять физические упражнения кофе, хотя возможно, от совместного применения может создаваться синергетический эффект.

PS. Есть ряд исследований, показавших, что даже 20 секундные интенсивные упражнения производят аналогичные эпигенетические изменения. Вот их интересно было бы сравнить, чтобы понять, стоит ли упражняться даже 15 минут.

Rönn T, Volkov P, Davegårdh C, Dayeh T, Hall E, et al. (2013) A Six Months Exercise Intervention Influences the Genome-wide DNA Methylation Pattern in Human Adipose Tissue. PLoS Genet 9(6): e1003572. doi:10.1371/journal.pgen.1003572.

Barrès, R., Yan, J., Egan, B., Treebak, Jonas T., Rasmussen, M., Fritz, T., . . . Zierath, Juleen R. (2012). Acute Exercise Remodels Promoter Methylation in Human Skeletal Muscle. Cell metabolism, 15(3), 405-411.


Занимательная генетика

Композиция происхождения с 23andme.com

23andme.com запустили новое представление данных, Ancestry Composition, показывающее долю всех 22 групп, населяющих нашу планету, в ДНК конкретного человека. В анализ включены ДНК всех родичей, как по отцовской, так и по материнской линиям. Результат показывает, где жили родичи около 500 лет назад. Как я вижу, мои родичи не бегали в поисках лучшего места, и размножались в пределах своей группы.


Наши микробы

МикробыНемецкая фирма EMBL Heidelberg, запустила проект my.microbes, цель которого координировать широкомасштабное исследование бактерий, населяющих наш кишечник.

Каждый человек приглашается стать участником, и для этого надо выслать образец кала, заплатив за генетический анализ в районе 1,500 Евро. Вообще, сама идея послать свою какашку в Германию может показаться кому-то привлекательной, если бы не цена такого поступка. Может быть, понимая это, фирма сделала путь непрямым — сначала образец отправляется в Париж, для экстракции ДНК одного рабочего материала, а затем уже в Германию, для дальнейшей работы. Шутки в сторону, исследование обещает быть весьма интересным.

Группа ученых, стоящих за этой некоммерческой компанией, ранее в текущем году, опубликовала исследование (Arumugam et al., 2011), утверждающее, что по генетике населяющих нас бактерий люди делятся на три категории или энтеротипа. Эти энтеротипы не зависят от континента проживания человека или его национальности. Вы слышали такую “мудрость”, о том, что надо есть только то, что растет локально, в месте, где вы родились (или живете – вариации бывают разные), и не зариться на чужеземные кушанья и плоды. Ну, это, как видите, не совсем так. Возраст, вес человека, пол также не имеют ассоциации с определенным энтеротипом. Однако некоторые гены микробов коррелируют и с весом человека, и с возрастом, и поэтому могут служить когда-нибудь в диагностических целях. А уже сегодня, команда нашла связи между специфическими генетическими маркерами бактерий кишечника с ожирением и другими заболеваниями. Энтеротип человека проявляется в разной реакции на еду, лекарства и диеты.

Микробы, живущие в человекеПроект позволит узнать гораздо больше этого – участники смогут контактировать друг с другом, и если их энтеротипы совпадают, и они могут узнать, что общего между ними, делиться советами по здоровью и питанию.

Если мы сравним (Jones, 2011) цены такого анализа с генетическим анализом компаний 23andme.com, то возникает вопрос — почему так дорого? Это связано с масштабами исследования – слишком мало изначально участников (у 23andme.com была хорошая подготовительная работа, да и тема узнать свое происхождение и родственные связи весьма актуальна для многих), а также с объемами работ – геном микробов содержит около 5 миллиардов символов ДНК, а человеческий геном – “всего” 3,3 миллиарда.

Пока судьба проекта зависит от людей, говорят исследователи – требуется около 5000 человек, чтобы это начало обретать смысл. Хотелось бы, чтобы у них все получилось. Однако, судьба проекта, на мой взгляд, зависит, прежде всего, от них — им бы стоило браться за это более реалистично, собрать денег у спонсоров и снизить стоимость участия, а то вон: сам анализ стоит 1451 Евро, плюс доставка образца в Париж из Москвы обойдется, через их курьера, в 950 Евро! Это, конечно, говорит лишний раз о жадности почтовых служб, но мне, как пользователю, это уж совсем не нравится. 23andme.com, при своем запуске, оплачивала пересылку, и это было привлекательно.

И все же – если есть возможность — участвуйте! my.microbesArumugam, M., Raes, J., Pelletier, E., Le Paslier, D., Yamada, T., Mende, D. R., Fernandes, G. R., Tap, J., Bruls, T., Batto, J.-M., Bertalan, M., Borruel, N., Casellas, F., Fernandez, L., Gautier, L., Hansen, T., Hattori, M., Hayashi, T., Kleerebezem, M., Kurokawa, K., Leclerc, M., Levenez, F., Manichanh, C., Nielsen, H. B., Nielsen, T., Pons, N., Poulain, J., Qin, J., Sicheritz-Ponten, T., Tims, S., Torrents, D., Ugarte, E., Zoetendal, E. G., Wang, J., Guarner, F., Pedersen, O., de Vos, W. M., Brunak, S., Dore, J., Weissenbach, J., Ehrlich, S. D., & Bork, P. (2011). Enterotypes of the human gut microbiome. Nature, 473(7346), 174-180. Doi:10.1038/nature09944.

Jones, N. (2011). Social network wants to sequence your gut. Nature, Published online 8 September 2011. doi:10.1038/news.2011.523.