Она смеется, как мать - читать онлайн книгу. Автор: Карл Циммер cтр.№ 121

Чтобы найти этот псевдоген, Прист взял на анализ ДНК Цой и Ли. Вместо того чтобы секвенировать весь геном, он определил последовательность только у белок-кодирующих генов. И опять остался ни с чем. Ни у кого из родителей Астреи не было псевдогена scn5a.

Наконец Прист рассмотрел самый крайний вариант – мозаицизм у Астреи. Может быть, мутация в гене scn5a присутствовала лишь в некоторых ее клетках, а в других такой мутации не было? Чтобы изучить эту вероятность, Прист отправил кровь девочки Стивену Квейку – ученому из Стэнфордского университета, разработавшему способ секвенирования генома из одной клетки. Он мог, не смешивая ДНК, взятые из множества клеток Астреи, проверить каждую.

Квейк со своей группой проанализировал 36 клеток крови Астреи. В трех из них исследователи обнаружили мутацию в одной из копий гена scn5a. В других 33 клетках обе копии гена были нормальными.

Тест, проведенный Квейком, подтвердил, что кровь Астреи мозаична. Чтобы получить более полное представление о ее мозаицизме, Прист с коллегами взял на анализ также ее слюну и мочу. Теперь у исследователей были образцы клеток девочки, произошедших из трех зародышевых слоев. (Кровь образуется из мезодермы. Слизистая оболочка рта родом из эктодермы. А мочевыводящие пути развиваются из энтодермы.)

Ученые обнаружили, что во всех трех типах тканей клетки с мутацией в гене scn5a составляли 7,9–14,8 %. Другими словами, Астрея была мозаичной от начала до конца. Она стала такой, будучи всего лишь шариком из клеток, еще до образования трех зародышевых слоев. Одна из клеток этого эмбрионального шарика оказалась мутантной и при делении передала мутацию своим потомкам. Клетки, унаследовавшие сломанный ген scn5a, в итоге попали во все три зародышевых слоя.

К тому времени как Прист с коллегами разгадал мозаичную природу Астреи, она достаточно хорошо восстановилась после операции, так что Цой и Ли забрали ее домой. Лекарства, рекомендованные Пристом, помогали держать под контролем синдром удлиненного интервала QT, и малышка жила жизнью счастливого младенца. Но однажды, когда Астрее было семь месяцев, у Цой зазвонил телефон.

«Звонила врач и спрашивала, все ли у Астреи в порядке», – рассказывала Цой. Цой ответила, что Астрея сейчас прямо около нее. Играет с игрушками.

Оказалось, что в сердце Астреи сработал дефибриллятор. Врачи мгновенно узнали об этом, поскольку получили от него соответствующее сообщение. Нужно было доставить Астрею в больницу как можно скорее. «Я даже не сразу поняла, о чем речь», – вспоминала Цой.

Когда стэнфордские врачи осмотрели Астрею, они обнаружили, что ее сердце опасно увеличено – это еще одна проблема, связанная с мутацией в гене scn5a. Чтобы выжить, малышке нужно было новое сердце. Вскоре после того, как Астрею привезли в клинику, ее сердце остановилось, и врачи боролись за жизнь девочки, присоединив к сердцу механический насос для поддержания его работы.

«В ту ночь, когда она чуть не умерла, я подумала, что если ей это слишком тяжело или слишком больно, то пусть уйдет», – признавалась Сици Цой.

Астрея справилась, и силы ее восстановились. А спустя несколько недель оказалось доступным донорское сердце. Астрее провели трансплантацию, и через некоторое время она вернулась домой. Первые месяцы были тяжелыми для всей семьи, Астрею постоянно тошнило. Но все-таки она поправилась. Ей необходимо трижды в день принимать препараты, препятствующие отторжению, но в остальном ей вернули детство. Девочка снова и снова слушает песенки из мультфильма «Холодное сердце». Она даже может кувыркаться вместе со своей сестрой.

Когда Астрее сделали пересадку сердца, Прист получил возможность раз и навсегда выяснить, виноват ли в ее заболевании мозаицизм. После извлечения органа из тела девочки хирурги передали несколько фрагментов мышцы Присту для изучения. Он с коллегами выяснил, что в правой части сердца мутантный ген scn5a содержали 5,4 % клеток. В левой части – 11,8 %. Маленькие вкрапления мутантных клеток были смешаны с обычной тканью. Прист и его сотрудники создали компьютерную модель этого сердца с соответствующим количеством мутантов и заставили его биться. Оно сокращалось почти так же нерегулярно, как и сердце Астреи.

У Астреи больше нет мозаичного сердца, но остальное ее тело – по-прежнему генетическая смесь. Однако ген scn5a с мутацией больше не опасен для жизни девочки. Присту остается только гадать, сколько других случаев синдрома удлиненного интервала QT связаны с таким же мозаицизмом, как у Астреи. «Вряд ли я еще когда-нибудь в жизни столкнусь со столь же интересным случаем», – говорит он.

__________

Некоторое количество проявлений мозаицизма было обнаружено при поиске причин заболеваний. Но ученые описали и нескольких людей, которых он исцелил ^[836].

Группа голландских дерматологов и генетиков обнаружила первый случай полезного мозаицизма в 1997 г. Они осматривали 28-летнюю женщину с настолько легкоранимой кожей, что достаточно было лишь легко ее потереть, чтобы образовались волдыри. Это болезненное состояние вызывалось мутацией в гене col17a1. В норме клетки кожи используют этот ген для синтеза коллагена, обеспечивающего ей эластичность.

Оба родителя этой женщины были носителями. Они несли по одной мутантной копии гена col17a1. (У них были мутации в разных участках ДНК – эта подробность скоро окажется очень важной.) Поскольку у каждого из родителей вторая копия гена col17a1 была нормальной, у них вырабатывалось достаточно коллагена, чтобы их кожа оказалась здоровой.

Женщине не повезло – она унаследовала по плохой копии и от матери, и от отца. Оба варианта присутствовали уже на стадии оплодотворенной яйцеклетки. Они передавались всем клеткам, образующимся из зиготы. Когда начала формироваться кожа, клетки должны были использовать ген col17a1 для производства коллагена. Ген не справился со своей функцией, и у женщины сформировалась неэластичная кожа.

Интересно, однако, что врачи обнаружили на руках и ногах пациентки несколько участков нормальной кожи. Здесь при трении не образовывалось волдырей. Некоторые участки женщина помнила с раннего детства. Другие появились позже и расширились. Когда врачи определили молекулярный состав здоровых участков, они нашли там здоровый коллаген.

Подробно изучив ДНК в клетках пациентки, генетики выяснили, как возникли эти участки. Каждый из них появился из единственной неправильно образовавшейся клетки кожи. Перед делением клетка удвоила свою ДНК. И в процессе удвоения она мутировала определенным образом: две хромосомы обменялись участками гена col17a1.

Когда две дочерние клетки разошлись друг от друга, в одной из них не было мутации, унаследованной от матери. Этот участок был замещен работающим фрагментом гена col17a1, полученным от отца. После таких изменений клетка снова могла вырабатывать коллаген. И когда она делилась, дочерние клетки наследовали от нее работающую версию гена. Мозаицизм помог восстановить испорченные гены.