Она смеется, как мать - читать онлайн книгу. Автор: Карл Циммер cтр.№ 112

По мере того как Лайон публиковала в следующих статьях все новые данные, и другие ученые убеждались в правильности ее идеи. Они окрестили ее гипотезой Лайон, или просто Г. Л. Деактивацию случайно выбранной X-хромосомы стали называть лайонизацией, хотя сама исследовательница возражала против такого термина.

Когда в 1963 г. Лайон приехала в Нью-Йорк на научную конференцию, газеты и журналы восхваляли ее. Time удивлялся, что звездой конференции оказалась «тихая англичанка, не представившая ни одного доклада и оказавшаяся – подумать только! – редактором выходящего два раза в год журнала Mouse News Letter».

Однако исследовательница навлекла на себя и гнев – грозным противником оказался генетик немецкого происхождения Ганс Грюнеберг. Он бежал от нацистского режима в 1933 г. и нашел убежище в Англии, где стал профессором Университетского колледжа Лондона. К середине XX в. Грюнеберг сделал больше чем кто-либо для использования мышей в качестве модели при изучении наследственности человека. Он даже написал полное руководство на эту тему «Генетика мыши» (The Genetics of the Mouse).

В 1950 г. Грюнеберг принимал защиту диссертации Лайон. А спустя десятилетие он ознакомился с ее статьей в Nature и счел эту работу нелепой. Позднее Лайон предположила: «Возможно, он так и не осознал, что я больше не аспирантка и не должна спрашивать у него разрешения» ^[781].

Хотя другие ученые восхищались работой исследовательницы, Грюнеберг начал против нее кампанию. В собственных исследованиях генетик использовал мышей, у которых на X-хромосоме была мутация, вызывающая дефекты в зубной системе. Согласно гипотезе Лайон, у самок зубы должны представлять смешения разных клеток, в части которых будет здоровая X-хромосома, а в остальных – мутантная. Однако, когда Грюнеберг заглянул мышам в рот, то увидел, что все зубы одинаковы.

Просмотрев исследования человеческих заболеваний, Грюнеберг также не обнаружил подтверждения гипотезы Лайон. «Можно заключить, – торжественно вынес он приговор, – что поведение генов, находящихся на половых хромосомах у человека (равно как и у других млекопитающих), не подтверждает гипотезу Лайон» ^[782].

Другие ученые были поражены безжалостностью Грюнеберга. Год за годом, статья за статьей, конференция за конференцией он продолжал свои нападки. Его стыдились даже ближайшие коллеги, потому что он отказывался принимать накапливающиеся доказательства лайонизации. В 1963 г. появилось исследование, ставшее одним из самых важных для подтверждения гипотезы Лайон. Генетик Рональд Дэвидсон из Университета Джонса Хопкинса изучал с коллегами заболевание крови под названием «дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы» (Г6ФД) ^[783]. Оно вызывается мутацией в X-хромосоме, нарушающей структуру белка Г6ФД, вследствие чего происходит разрушение эритроцитов. Мужчины, унаследовавшие одну копию мутантного гена, всегда страдают от этой болезни. У женщин, если на второй X-хромосоме есть нормальная копия гена, симптомы могут не проявиться.

Дэвидсон проверил отдельные клетки кожи у женщин – носителей этой мутации. Он обнаружил, что в одной половине клеток была инактивирована X-хромосома с испорченным геном, а в другой – с нормальным. В целом клетки женщин производили достаточное количество нормальной Г6ФД, чтобы их организмы были здоровы.

Грюнеберг не принял доказательства Дэвидсона. Более того, он начал нападать и на защитников Лайон. Исследовательница позже вспоминала, что из-за Грюнеберга эти десять лет ее жизни были сложными и тоскливыми. Тем не менее она сохранила свой невозмутимый здравый смысл. К 1970-м гг. ученые перестали сомневаться, существует ли лайонизация. Теперь их интересовало, как она происходит.

__________

Ответ на этот вопрос нашелся среди множества молекул, кишащих вокруг нашей ДНК. Эти молекулы – РНК и белки – контролируют, какие гены сделать активными, а какие выключить. Одни молекулы выключают гены, плотно накручивая нити ДНК вокруг белковых катушек. Другие, наоборот, разматывают эти нити, предоставляя доступ к ДНК молекулам, которые считывают генетическую информацию. Некоторые белки прикрепляются к генам, выключая их на то время, пока сами присоединены. А поскольку клетка способна синтезировать много таких белков, то стоит одному отсоединиться, как другой сразу же занимает его место. Кроме того, клетка может выключать гены надолго с помощью надежного молекулярного предохранителя. Это выключение, которое называется метилированием, иногда сохраняется намного дольше того периода времени, что существует сама клетка. Когда клетка делится, дочерние достраивают предохранители по материнскому образцу.

Целый ряд ученых направил всю свою научную деятельность на поиск молекул, которые выключают X-хромосому ^[784]. Благодаря их усилиям на X-хромосоме был обнаружен участок (его назвали Xic ^[785]), на котором находятся несколько важных генов. У самок в каждой клетке на ранних стадиях развития эмбриона две X-хромосомы направляются друг к другу, и их Xic-области встают рядом. Между парой Xic-участков скапливаются определенные молекулы, которые начинают дрейфовать от одного к другому, что по сути является молекулярным аналогом детской считалочки «эники-беники». В какой-то момент они прикрепляются к одному из двух Xic-участков и запускают работу генов, выключающих целую X-хромосому.

Один из генов, который они активируют, называется xist. Клетка использует его, чтобы создавать длинные змееподобные молекулы РНК. Они скользят вдоль Х-хромосомы в поисках места, за которое могут зацепиться. Пока один конец Xist-РНК захватывает хромосому, другой цепляет подходящие белки-помощники. Вместе они закручивают X-хромосому до тех пор, пока она не превратится в компактный комочек ДНК. При этом другая X-хромосома подавляет свой ген xist и остается активной.

Каждая клетка на ранних этапах развития эмбриона самки случайным образом определяет, какая из X-хромосом будет инактивирована подобным образом ^[786]. Когда клетка делится, она аккуратно распаковывает выключенную хромосому, чтобы сделать с нее копию, а затем опять ее сворачивает. Такая X-хромосома похожа на ящик со старой посудой, который вы перевозите с квартиры на квартиру, ничего не используя из его содержимого.

Сейчас мы можем наблюдать лайонизацию не только на молекулярном уровне, но и в масштабе всего организма. В 2014 г. Джереми Натанс и его коллеги из Университета Джонса Хопкинса выяснили, как можно заставить светиться активные X-хромосомы ^[787]. Они встроили в X-хромосому мыши ген, который кодирует белок, светящийся красным при добавлении определенного вещества. Другую линию мышей они создали со светящимся зеленым белком. Затем они скрестили мышей и получили пометы с мышатами, у которых была «зеленая» хромосома от одного родителя и «красная» от другого. Когда исследователи добавили необходимые вещества в разные части организма мыши, то клетки засветились подобно елочной гирлянде. Каждая клетка оказалась либо красной, либо зеленой – в зависимости от того, какая хромосома молчала.