Что скрывает ДНК?

"Генетический портрет поволжских татар: за гранью видимого, или что скрывает ДНК?" Так называется монография, посвященная исследованиям особенностей генофонда второго по численности народа РФ – татар, автором которой является доцент кафедры биохимии и биотехнологии Ольга Кравцова, руководитель лаборатории молекулярно-генетического анализа.

Оставить свой след в науке мечтают многие. У представителей КФУ есть прекрасная возможность это сделать, причем в прямом смысле,  приняв участие в проекте по генотипированию  фенотипических признаков (цвет глаз, волос и кожи) современных татар.

Эти исследования являются новым направлением в деятельности лаборатории, занимающейся исследованием генофонда современных и древних популяций РТ и Среднего Поволжья. Что требуется от добровольцев? Всего-навсего прийти в лабораторию (ком.107 восточного корпуса главного здания) и сдать образцы буккального (защечного) эпителия для генетического тестирования. Все остальное сделают ученые.

Мы поинтересовались у Ольги Александровны, с какой целью проводятся исследования и как далеко продвинулись наши ученые.

- Когда мы начали заниматься популяционной генетикой и ассоциативными исследованиями в области медицины, то Виктор Георгиевич (прим. ред. - В.Г.Винтер с 1985 по 2005-й  заведовал кафедрой биохимии), говорил, что не существует гена, который отделяет русского от татарина. – поделилась с нами  О. Кравцова. - Мы изучаем популяционную характеристику современных групп поволжских татар для оценки разнообразия определенных маркеров генофонда и сравнения их с мировыми данными. Эта работа  также является одним из направлений по исследованию древнего народонаселения Поволжья.  Ищем схожие черты и различия. Сейчас очень интенсивно  происходит  процесс смешения браков, а в 18-19 веках  приветствовались браки между людьми одной и той же этнической группы. Сегодня даже случаи браков между представителями разных рас - отнюдь не редкость.

- Это хорошо или плохо?

С одной стороны хорошо, а с другой  стороны – не совсем… Чем разнообразнее геномы двух людей, тем лучше может быть следующему поколению.  В популяционной генетике существует такое явление, как феномен преимущества гетерозигот. Когда мы имеем два разных генофонда, вероятность появления гетерозигот несколько выше. Считается, что они имеют какие-то биохимические преимущества: повышение активности протективных ферментов, увеличение экспрессии рецепторов и т.д.

- Получается, что межрасовые различия, с точки зрения генетики, существуют, а межнациональные - нет?

- Существуют такие понятия, как межрасовая вариабельность и внутрипопуляционная вариабельность.Сейчас мы четко определили только межрасовые различия. Если говорить о генетических маркерах, то определенные типы маркеров существуют у представителей желтой расы, какие-то маркеры встречаются у представителей негроидной расы… Маркеры, которые эволюционировали посредством монголоидной и европеоидной рас,  произошли из африканской. Смешение происходит постоянно, в типичной европеоидной популяции могут встретиться представители, у которых присутствует, например, негроидный компонент.

В России несколько крупных центров (в Москве, Уфе, Томске, Магадане и некоторых др.) на протяжении уже десятилетий занимаются характеристикой генофонда населения РФ, для некоторых популяций выявлены отличительные признаки, но это те специфические группы населения, которые, в первую очередь, относятся к малочисленным народностям (например, народы Дальнего Севера), для большей же части населения РФ значимых различий не наблюдается (проект «Геногеография», выполняемый в МГНЦ РАН под руководством Е.В. и О.П. Балановских). Все-таки мы все - представители европеоидной расы, несмотря на то, что происхождение татар принято сопоставлять с временами татаро-монгольского ига. Но антропологически и исторически татары – европеоидная раса, и до монгольского нашествия на нашей территории проживали коренные народы - булгары, которые, по всей видимости, были либо истреблены, либо вынуждены мигрировать.

Года три назад в уфимском центре был начат проект по выявлению таргетных генов, которые позволили бы дифференцировать, к какой расе принадлежит человек, и результаты были получены. Когда перешли к более детальным исследованиям, проект был свернут, поскольку он в принципе не имеет продолжения. Но и такие исследования  тоже имеют значение для науки.

- Какое, например?

- Если бы мы не характеризовали генофонд, мы бы не получили развития ДНК-диагностики, а именно ДНК-экспертизы, так как достоверность полученных генетически результатов должна быть подтверждена цифрами, мало сказать, что совпадения есть, надо показать, каковы они количественно, эти совпадения. Т.е. чтобы предложение «Казнить нельзя помиловать» приобрело верный смысл,  необходимо проводить определенный расчет, который строится на характеристиках генных признаков, полученных в результате популяционных скринингов.

- Ваша лаборатория занимается исследованиями в области судебно-медицинской экспертизы. Расскажите, пожалуйста, об этом подробнее…

- Сейчас мы разрабатываем панель маркеров, которая позволит определить цвет волос, глаз, группу крови. Конечно, группа крови определяется довольно просто, но у нас идет «заточка» под то, чтобы работать с деградированными образцами, коими являются практически все образцы с вещественных доказательств и, конечно же, кости, археологические останки, для них-то изначально эти методы и разрабатывали.

- То есть по останкам древнего человека вы сможете «нарисовать» его портрет, что называется, в цвете?

- Да, с определенной долей вероятности. Но для этого надо  провести, опять-таки, скрининговые, популяционные исследования на современных образцах ДНК и только потом, с определенной долей осторожности, можно будет экстраполировать эти результаты на древние образцы ДНК человека. Поучаствовать в этих исследованиях мы и приглашаем всех желающих, в том числе студентов КФУ. Желательно, чтобы это были татары, которые помнят свою родословную до третьего  колена. В результате исследований будет определена частота конкретных генов и связь их с фенотипом.

- Как давно в КФУ ведутся  популяционные исследования?

- Приблизительно с 2000 года. На первых этапах они продвигались достаточно медленно, т.к. не было банка образцов ДНК (это тоже достаточно трудоемкая задача), само исследование проводилось вручную, реактивов всегда было впритык, в общем, сами понимаете... Но сейчас все гораздо проще – и реагентика подешевле, и сама ПЦР (это базовый метод нашей лаборатории) модифицирована настолько, что на анализ десятка образцов ДНК по 15 генетическим маркерам требуется около 3 часов вместо 3 дней…  

- Вы занимаетесь выявлением предрасположенности того или иного генотипа к заболеваниям?

- Это сопутствующие исследования, которые мы проводим на современной популяции. Параллельно популяционным исследованиям проводятся ассоциативные исследования по выявлению маркеров, свойственных каждой конкретной популяции, которые формируют повышенный риск развития того или иного заболевания.

- То есть можно сказать, кому следует опасаться, допустим, сердечно-сосудистых  заболеваний?

- Они, как и любые мультифакторные заболевания, характеризуются далеко не стопроцентной генетической наследственностью, большое влияние имеет экология и условия окружающей среды. Я не пропагандирую вредные привычки, но если мы возьмем, к примеру, премьер-министра Великобритании Уинстона Черчилля, который «уважал» коньяк, неизменно появлялся с сигарой во рту и при этом прожил 91 год (!), то станет понятно, что у него просто была хорошая наследственность.  Нельзя сказать, что развитие этих заболеваний обусловлено  только  генетикой или только привычками. Играет роль и то, и другое.

 - Заболевания постоянно «молодеют», с чем это связано?

-  С образом жизни. Мы находимся в постоянном стрессе. Этот стресс хронический и он отличается от того, который испытывали наши предки или испытывают люди в экстремальных ситуациях. Хронический стресс может приводить к тому, что в 35 лет может развиться инфаркт миокарда, будут мучать гипертонические кризы, возникнут проблемы со щитовидной железой и т.д.

- Даже мальчишки сегодня вместо того, чтобы играть во дворе в футбол просиживают часами за компьютером…

- Да, и ограничение физической подвижности тоже дает о себе знать.

- После того, как будет изучен генотип татар, можно будет сказать, к каким заболеваниям есть предрасположенность у коренного населения нашей республики?

- Это сейчас может сказать статистика Всемирной организации здравоохранения.  В целом предрасположенность к заболеваниям у татар практически такая же, что и у русских. Что касается рас, то тут  четче выражены различия. Если мы возьмем атеросклероз, который в 90% случаев приводит к инсультам и инфарктам, то получится такая картина: у нас сердечно-сосудистыми заболеваниями страдают 40-60% людей, а в  Японии – в несколько раз меньше, хотя они и пьют,  и курят… Возможно,  у них наследственность другая. Это нужно изучать. Нужно параллельно изучать популяционные особенности и проводить ассоциативные исследования, то есть исследовать генетические маркеры и внешние факторы. Несмотря на то, что масштабные исследования мультифакторных заболеваний идут с середины 80-х годов, глобальных скачков вперед пока сделано не было.

- Как Вы считаете, почему?

- Несмотря на то, что существует незначительная межпопуляционная вариабельность, все-таки каждая из этнических групп, проживающих на определенной территории, имеет свои генетические особенности. Они выражаются в том, что, допустим, у башкирских татар связь с заболеванием выявлена, а в нашей популяции татар такой не обнаружено. Для того чтобы оценить вклад генетики в развитие мультифакторных заболеваний, необходимо провести полное клиническое обследование всех 6 миллиардов людей, проживающих на Земле, прокоррелировать генетические данные с биохимическими и физиологическими показателями, особенностями транскриптома и протеома. Пока, думаю, чисто физически это невозможно, но надеемся на очередной «прорыв» в молекулярной биологии подобно изобретению ПЦР или развитию методов секвенирования нового поколения... Подождем – увидим! А пока – мы продолжаем углубляться в генофонд поистине уникальной и крайне удивительной этнической группы – группы поволжских татар.