Российский генетик, заведующий лабораторией новосибирского Института цитологии и генетики СО РАН Павел Бородин изучает поведение хромосом различных животных, а в свободное от работы время беззастенчиво эксплуатирует кошек для пропаганды современной биологии. В 1995 году он опубликовал книгу «Кошки и гены», в которой на примере домашних питомцев самых разных окрасов, размеров и характеров доступно объяснил сложные законы генетики. Корреспондент «РР» встретился с ученым и узнал, как котики помогают человеку лучше понять самого себя.

Как блондинке убедить мужа-брюнета, что сын, родившийся светловолосым, действительно их общий ребенок, а не зачат на стороне от белокурого любовника?

Оказывается, вовсе не обязательно проводить генетическую экспертизу. Достаточно понимать механизмы наследования генов и распределение в потомстве рецессивных и доминантных признаков. Это можно объяснять долго и по-научному сложно, а можно простым человеческим языком.

Так однажды и поступил доктор биологических наук Бородин. В книге «Кошки и гены» он описывает, как на примере кошек и других зверюшек растолковал одной отчаявшейся женщине, почему ее дети не обязаны быть похожими на мужа:

«Я написал подробное письмо, в котором со ссылкой на учебник биологии для 9-го класса объяснял, почему ребенок родился светловолосым.

Через две недели получил ответ с “огромным спасибо”. Мне кажется, я не так уж мало сделал в своей жизни, если благодаря моему письму — благодаря моей науке — восстановился мир хотя бы в одной семье».

─ В своей книге и на лекциях вы отмечали, что кошек не изучаете, а просто используете, чтобы доступно объяснить законы генетики. Почему кошки для этого подходят лучше, чем собаки, панды или, скажем, рептилии?

─ Самое точное определение генетики дал однажды Ежи Лец: «Генетика — это наука, которая объясняет, почему ребенок похож на отца, если он действительно похож, и почему не похож, если так получилось». Для объяснения сходства и различия нужны контрастные признаки: не выше — ниже, а голый — пушистый, желтый — зеленый.

Так получилось, что кошки, живущие с нами, отличаются друг от друга как раз по таким контрастным, качественным признакам: по окраске, длине и текстуре шерсти. Эти различия хорошо заметны и контролируются малым числом генов, поэтому картина их наследования очень проста.

Окраска агути — серая с полосами или разводами — доминирует над черной, тигровый рисунок над мраморным, короткая шерсть над длинной. У панд и рептилий таких признаков мало.

Еще одно важное иллюстративное преимущество кошек: довольно часто две особи, если они не породистые, отличаются друг от друга только по одному признаку — окраске или длине шерсти, — а во всем остальном сходны. Это отличает их от собак, которые всегда несут на себе отпечаток породы (или нескольких пород) и различаются сразу по нескольким признакам. Поэтому именно кошка, а не собака идеальный пример для объяснения основ генетики — законов Менделя.

─ Итак, кошка — отличная иллюстрация, а помогла ли она сделать какие-нибудь открытия, например в области эволюционной биологии?

─ Секвенирование генов большинства кошачьих — от льва до домашней кошки — позволило воссоздать картину их поразительно быстрой, всего за 16 миллионов лет, эволюции, сопряженной с неоднократными миграциями с одного материка на другой. Более широкий анализ хищных принес занятные результаты. Оказалась, что гиены по происхождению ближе к кошкам, чем к собакам. Наконец, было создано глобальное древо млекопитающих, из которого следует, что последний общий предок кошки, а вместе с ней лошади, летучей мыши, кита с одной стороны и человека, а вместе с ним мыши, хомяка и зайца — с другой жил на Земле 97,4 миллиона лет назад. И что самое замечательное, из сравнения геномов его современных потомков, в том числе нас и наших котов, мы можем элементарно вывести, как он выглядел и какой образ жизни вел. И ведь этот самый общий предок — это же не что-то абстрактное, это было реальное животное, маленькая зверюшка, которая жила под землей, вела ночной образ жизни и поэтому обладала замечательным обонянием, но не различала цветов. И вот она-то и была нашей с вами бабушкой и одновременно бабушкой вашего кота.

─ Про миграции… Некоторые специалисты считают, что кошки не могли так быстро перемещаться по материкам без участия человека. Значит, изучение этих животных может многое рассказать и о том, как путешествовал по планете человек?

─ Это вопрос геногеографии. Как науку ее создал советский генетик Александр Серебровский еще в 1920-е годы и применил ее к популяциям кур. Но первым по-настоящему глобальным геногеографическим исследованием был инициированный английским биологом Джоном Холдейном проект по изучению кошачьих популяций. Он выявил очень интересные особенности миграции кошек вместе с людьми в историческое время. То есть благодаря этим животным мы смогли понять, как расселялся человек. Также работа учеников и последователей Холдейна помогла установить, как на кошачьи популяции влияли основные факторы эволюции: отбор, изоляция, дрейф генов. Например, было обнаружено неожиданное явление индустриального меланизма: в городах темных кошек больше, чем в деревнях.

─ Ученые исследовали кошку вдоль и поперек: расшифровали ее геном, клонировали, модифицировали… Осталось ли здесь вообще что изучать — могут ли эти животные еще принести пользу науке?

─ Поразительно, но при всех успехах генетики и молекулярной биологии мы до сих пор не можем ответить на простой детский вопрос: откуда у зебры, тигра и, естественно, кошки полосы на шкуре? А ведь на самом деле это ключевой вопрос биологии развития и биологии вообще. Почему в одних клетках работают одни гены, а в других — другие? То есть в общих чертах мы это знаем, но дьявол в деталях.

Мы понимаем, почему разные гены работают в разных тканях. И это понимание — выявление роли транскрипционных факторов (белков и РНК) и эпигенетических модификаций генома в контроле процессов развития — можно считать одним из главных прорывов в современной биологии.

Наверное, эти же факторы определяют, почему одни и те же гены по-разному работают в разных клетках одной и той же ткани и как образуются полосы и иные узоры на теле кошки, но детали этого процесса мы до сих пор не понимаем и даже не знаем точно, эти ли факторы здесь действуют или какие-то другие.

─ Эксперименты над животными нередко вызывают у людей негодование. Ученые на это отвечают просто: «Если бы мы не мучали зверька, пришлось бы мучить человека». Были ли какие-то важные и, возможно, не очень гуманные опыты над кошками, которые внесли серьезный вклад в науку и уберегли при этом человека?

─ Насколько я знаю, на кошках экспериментировали в основном нейрофизиологи. Что они там важного открыли именно на этих животных, я точно не знаю, так как работаю в другой области.

Сейчас по мере развития неинвазивных методов исследования — томография и тому подобное — и установления строгих правил обращения с животными ученые вообще перестают кого-либо мучить. Многие исследования проводятся на культурах клеток.

Что меня еще радует, так это что кошки и собаки в качестве модели для экспериментов полностью вышли из моды. И произошло это по чисто научным причинам. От эксперимента требуют воспроизводимости. А она возможна только при работе с чистолинейными, генетически идентичными животными. Есть чистолинейные мыши, крысы, хомяки, рыбки данио-рерио. А чистолинейных кошек нет и быть не может. Так что и экспериментировать на них не за чем.

─ Не могу не задать вопрос про ГМО и массовую истерию по этому поводу. Что такое генная модификация и почему людям не стоит бояться трансгенных продуктов? Над кошками генные инженеры тоже поработали, но ведь наверняка генно-модифицированная особь ничуть не вреднее обычной?

─ Генно-модифицированная кошка от нормальной отличается только тем, что, если направить на нее ультрафиолет, она будет светиться красным. Светится кошка оттого, что в ее клетках есть красный флуоресцентный белок медузы. А белок этот у нее не потому, что она съела медузу, а потому что ученые выделили ген этого белка из генома медузы и затем путем сложных ухищрений вставили в геном кошки. Это и есть генная модификация.

Если вы поиграете с трансгенной кошкой и даже съедите ее, вы от этого не засветитесь. Трансгены ничем не отличаются от нормальных генов, они не переносятся воздушно-капельным или, как бы это лучше выразиться, желудочно-кишечным путем от одного животного к другому или от растений к животным. Когда вы едите огурцы, вы в том числе едите огуречные гены. Однако при этом не становитесь зелеными и пупырчатыми.

Вообще, по поводу истерии с ГМО надо не к генетикам обращаться, а к психиатрам и политтехнологам. Для нас тут все ясно: генная инженерия — это крупнейшее достижение науки всех времен и народов и единственное средство прокормить нынешнее и будущее население Земли на существующих площадях и с минимумом загрязнения среды.

При нынешних правилах создания и использования ГМО вредные последствия для здоровья людей и биосферы теоретически крайне маловероятны. За десятилетия использования трансгенов не обнаружено ни одного опасного эффекта. Только вопиющей неграмотностью политиков и их советников или, что еще хуже, их преступной ложью ради решения мелких сиюминутных проблемок можно объяснить запреты на ГМО в Европе, а теперь и у нас в стране. Так что спросите у политтехнологов, как и зачем эта истерия раздувается, а у психиатров — отчего люди так легко ведутся на глупые страшилки вроде вреда прививок и ГМО и закрывают глаза на действительно серьезные проблемы, такие как изменение климата и распространение патогенов, устойчивых к лекарствам.

─ В прошлом году вы говорили, что собираетесь запустить проект, связанный с геногеографией кошек, — будете собирать их генетический материал и делать карту преобладания разных фенотипов в регионах России и других странах. Есть какие-то результаты?

─ Проект постепенно разворачивается. В прошлом в году в рамках летней школы фонда «Династия» мои коллеги во главе с профессором Юрием Аульченко организовали и выполнили замечательный геногеографический проект. Они попросили участников этой школы нафотографировать в своих городах и деревнях как можно больше кошек, взять у некоторых образцы шерсти и привезти их в Пущино.

Школьники эту задачу с блеском выполнили. Они загрузили в группу «Геногеография кошек, летняя биологическая школа» в соцсети «ВКонтакте» около 400 фотографий. На основании анализа этих снимков они построили филогенетическое древо кошачьих популяций России. А из собранных образцов шерсти выделили митохондриальную ДНК, отсеквенировали ее и определили генотипы, типичные для разных районов нашей страны.

Так что теперь по образцу шерсти, например по кошачьему волоску, прилипшему к штанам преступника, можно будет определить, из какого города этот образец и, соответственно, откуда его притащил преступник. Однако пока изучено мало городов, потому и древо не особо точное, и диагностика ограниченная. Сейчас сходный проект делают при новосибирском Центре «ДИО-ГЕН». А вообще подключиться к этим проектам и сделать много полезного как для науки, так и для раскрытия преступлений может любой желающий.

─ Над чем сейчас работаете именно вы, каких животных или насекомых исследуете?

─ Я занимаюсь изучением поведения хро-мосом в мейозе, то есть при образовании половых клеток. Соответственно, меня интересуют животные, у которых есть что-то интересное в наборе хромосом. Это обыкновенные сибирские землеройки и аргентинские туко-туко, которые умудряются жить и успешно размножаться, имея в хромосомном наборе множество разных перестроек. Это гибриды полевок, у которых мейоз останавливается оттого, что хромосомы не могут найти друг друга, хотя стараются изо всех сил. Это сами полевки с очень старыми, старше 250 миллионов лет, и изношенными половыми хромосомами, с одной стороны, и рыбки гуппи с юными, не старше 30 миллионов лет, половыми хромосомами — с другой… Но, как я уже говорил, если дело касается научно-популярной книги, помогать читателю продираться сквозь дебри генетики все-таки лучше на примере кошек.

─ А если бы кошек не было, на примере кого или чего вы бы стали объяснять генетику?

─ Сейчас достаточно хорошо исследована генетика многих домашних животных. Объяснял бы на лошадях или рыбках гуппи.

─ Как я поняла, к кошкам вы испытываете прежде всего научный интерес. А как вы относитесь к ним просто как человек? Есть ли у вас дома котик?

─ К кошкам я отношусь очень хорошо на улицах и в домах родственников и приятелей. И у себя терпел, когда дети их тащили. Сейчас у меня дома живет внук. Хотите, я объясню, почему и чем внук лучше кошки?

─ Наверняка у вас есть какая-нибудь смешная или поучительная история про кошку или, может быть, про внука с кошкой…

─ Лучше про приятеля с котом. Раньше в Сибири было холодно, а мясо в магазинах продавали редко. Поэтому люди по осени закупали сразу много мяса, резали его на куски и хранили на балконах. У знакомого профессора был кот, которого звали Кот. Он жил на пятом этаже. Зимой гулял по балконам и иногда возвращался с куском мяса, который честно отдавал хозяину. Хозяина, конечно, мучила совесть, но, поскольку ходить по соседям и спрашивать: «Не ваш ли это кусок мяса?», было как-то неудобно, он отдавал мясо Коту. Но так, чтобы зверь не знал, что это то самое мясо, которое он только что принес. И всегда из педагогических соображений кота ругал.

Рис. 1.

Павел Бородин

Доктор биологических наук, заведующий лабораторией рекомбинационного и сегрегационного анализа Института цитологии и генетики СО РАН. Один из главных популяризаторов биологии и генетики в России. Автор школьных учебников и множества статей в отечественных и зарубежных научных журналах. Первая его научно-популярная книга под названием «Этюды о мутантах» вышла в 1983 году. Позже он опубликовал монографию «Кошки и гены», которая получила широкое признание и переиздавалась несколько раз. Сейчас Бородин изучает поведение хромосом при образовании половых клеток у полевок и рыбок гуппи.

Автор: Алена Лесняк.