Генетические загадки. Как человечество выигрывает от разницы наших ДНК

2. Генетическая лотерея

Самый гламурный человек в жизни моей дочки – восьмилетняя подруга по имени Кайл. У Кайл роскошные волосы до пояса, собранные блестящим ободком, целая коллекция кукол из «Холодного сердца», а главное – у нее перед домом стоит батут.

Мама Кайл купила его в тот год, когда Эзре, ее второму ребенку, провели операцию на головном мозге. Мальчик страдает аутизмом и одновременно эпилепсией. Немногие знают, что у детей эти болезни часто идут в паре[60]. Я и сама не подозревала об этом, пока эта семья не поселилась по соседству, а ведь я училась на клинического психолога и руковожу лабораторией детского развития. Особенно уязвимы дети с аутизмом и умственной отсталостью, которую клинически определяют как IQ меньше семидесяти. Эпилепсией болеют свыше 20% из них.

Когда Эзре исполнилось четыре года, приступы вдруг стали настолько частыми и тяжелыми, что ему имплантировали стимулятор блуждающего нерва, что-то вроде кардиостимулятора, только для головного мозга. Это, впрочем, не избавило его от необходимости соблюдать кетогенную диету с высоким содержанием жиров и низким – углеводов[61]. Мама Эзры – успешный ученый, а еще она готовит на дни рождения вкуснейший торт со специальным диетическим шоколадом.

В Америке родителям детей с аутизмом и умственной отсталостью почти неизбежно попадает в руки эссе 1980-х годов под названием «Добро пожаловать в Голландию»[62]. Вкратце: речь идет о том, что родитель такого ребенка – как турист, который решил слетать на денек в Италию. Он учится говорить «чао», собирается посмотреть на «Давида» Микеланджело, а потом самолет приземляется и стюардесса объявляет, что они в Голландии и дороги назад нет. Кого-то такая метафора утешает: «В Голландии растут тюльпаны и даже есть картины Рембрандта». Кого-то раздражает. «Я уже устала от этой Голландии и хочу домой», – озаглавила пост в блоге одна мама[63]. Надо будет спросить какого-нибудь голландца, что он думает по поводу сравнения жизни в его стране с воспитанием ребенка-инвалида.

Поскольку у Эзры есть сестра-близняшка, до боли легко нарисовать в воображении, что эта семья, как и планировалось, приземлилась в Италии. А на деле Кайл болтает со взрослыми и прыгает на батуте с грациозным изяществом, а у Эзры за годы после того, когда семья сюда переехала, произошел регресс: речь и социальные интересы угасают, походка стала не такой плавной. Близнецы поражают нас не только схожестью, но и различиями. Кайл – совсем не зеркало Эзры, а альтернативный сценарий его жизни, его «что, если». Есть и еще один, не реализовавшийся, сценарий. Кайл и Эзру можно сравнить не только друг с другом, но и с третьим их близнецом, который умер в утробе матери.

Хотя точные причины аутизма и гибели плода обычно остаются неизвестными, можно порассуждать о том, что непохожие судьбы Кайл, Эзры и третьего, безымянного ребенка могла предрешить генетика. Приблизительно половина выкидышей в первом триместре происходит из-за генетических патологий[64], а подверженность аутизму связана с генетическими особенностями в целых 90% случаев. Смерть до родов. Нормальное младенчество с последующим регрессом и молчанием. Цветущий, живой, говорливый ребенок. Дети одних родителей бывают совсем не похожи друг на друга.

Психологи из Миннесотского университета провели исследования. Они просили участников оценить, насколько генетические факторы влияют на цвет глаз, склонность к депрессии, черты личности и другие качества (рис. 2.1). Полученные оценки затем сравнивали с научным консенсусом о наследуемости этих характеристик по данным близнецовых исследований, которые позволяют сравнить схожесть по данному параметру между однояйцевыми близнецами и между разнояйцевыми близнецами[65]. Я вернусь к определению наследуемости и расскажу о близнецовых исследованиях в главе 6, а пока просто хочу сказать, что оценки непрофессионалов оказались довольно близки к научным данным. Особенно хорошо интуиция работает у многодетных матерей.

Рис. 2.1. Оценка влияния генетических факторов на различия между людьми (горизонтальная ось) и научная оценка наследуемости по данным близнецовых исследований (вертикальная ось). Данные взяты из двух исследований с общей выборкой N = 2 320. Соответствие между бытовыми оценками и научными оценками составляет r = 0,76. Рисунок предоставлен Эмили А. Уиллоуби на основе данных из работ: Emily A. Willoughby et al., “Free Will, Determinism, and Intuitive Judgments About the Heritability of Behavior,” Behavior Genetics 49, no. 2 (March 2019): 136–53, https://doi.org/10.1007/s10519-018-9931-1; Emily A. Willoughby et al., «The Freedom to Believe in Free Will: Evidence from an Adoption Study against the First Law of Behavioral Genetics,» PsyArXiv (October 2024): 1–20, https://doi.org/10.31234/osf.io/2zvxq.

Многодетные мамы неспроста угадывают так хорошо. Они как будто сидят в первом ряду, человеческие различия раскрываются прямо у них на глазах. Контраст между моими детьми не такой резкий, как между Кайл и Эзрой, но даже они кажутся мне непохожими, как небо и земля. После появления на свет второго ребенка родитель заново переживает каждую веху развития и чувствует, насколько все иначе. Особенности бывают просто поразительны.

В различиях между нашими детьми видны намеки на генетическое разнообразие, скрытое в наших клетках и клетках нашего партнера (под генетическим разнообразием я подразумеваю здесь различия в последовательности ДНК у разных людей). Мы охотно соглашаемся, что оно может определить, высокий будет ребенок или низкий, с голубыми или карими глазами и даже будет ли он страдать аутизмом. Больше вопросов вызовет утверждение, что этот фактор имеет значение для успеваемости ребенка в школе и его финансового положения, удовлетворенности жизнью и даже вероятности, что он в будущем совершит преступление. И совсем сложный вопрос: что обществу делать с такими связанными с генетикой неравенствами? Но прежде чем мы приступим к обсуждению сложностей, давайте проясним некоторые базовые вещи.

Для начала в этой главе я опишу некоторые биологические и статистические понятия, в том числе рекомбинацию генетического материала, полигенное наследование и нормальное распределение. Без этого не получится по-настоящему понять метафору с генетической лотереей. Затем я сделаю небольшой обзор научных исследований, которые доказывают важность генетической лотереи для достижения тех или иных жизненных результатов. Эти исследования поднимают и методические вопросы, и вопросы морального свойства, связанные с интерпретацией результатов. Именно ими мы будем заниматься оставшуюся часть книги.

Бактерии не затрудняют себя половым размножением: они просто делятся пополам и порождают две дочерние клетки, идентичные как друг другу, так и исходной бактерии. Люди устроены иначе. Чтобы родить дочь или сына, мы должны смешать нашу ДНК с чьей-то еще, а для этого нужны гаметы, то есть сперматозоиды и яйцеклетки. Процесс образования гамет называют мейозом. В это время ДНК, которую мы унаследовали от матери, перемешивается с ДНК, унаследованной от отца, и получается новая комбинация, которой никогда не было и никогда больше не будет.

В крохотных яичниках новорожденной девочки уже есть примерно 2 млн незрелых яйцеклеток, и на протяжении жизни примерно четыреста из них созреют и выделятся при овуляции. У мальчиков сперматозоиды начинают формироваться только с половым созреванием, и за всю жизнь их будет выделено в среднем 525 млрд[66]. Мейотическая перетасовка ДНК происходит для каждого сперматозоида и яйцеклетки отдельно, и многообразие возможных комбинаций генов у ребенка любой пары просто поражает воображение: больше 70 трлн уникальных вариантов[67], и это без учета совершенно новых генетических мутаций, возникающих при образовании гамет. Какая конкретно последовательность ДНК получится в результате объединения материала отца и матери – исключительно вопрос везения, как комбинация из шести шаров в розыгрыше. Именно это я имею в виду, когда говорю, что генотип – наша уникальная последовательность ДНК – является результатом генетической лотереи.

Например, существуют варианты гена CFH, кодирующего так называемый фактор комплемента белка H (то есть у гена есть несколько возможных версий). Я унаследовала от родителей разные версии: в одном случае в последовательности нуклеотидов – «букв» ДНК – имеется цитозин (сокращенно C), а в другой версии – тимин (T). Я еще не родилась, а в моем крошечном тельце уже формировались совсем крохотные яйцеклетки. Варианты гена распределились по ним: в половине яйцеклеток – T, а в половине – C. Яйцеклеток в яичниках целое множество, поэтому дети у меня получились разными: сын унаследовал вариант с тимином, а дочь – вариант с цитозином. То есть благодаря размножению генетические различия, скрытые внутри моего организма, проявились в генетически разном потомстве.

Наши современники, живущие в богатых странах с низкой рождаемостью, нередко недооценивают, насколько непохожи бывают братья и сестры. Семьи у нас обычно маленькие: в США примерно четверть имеет всего одного ребенка, у многих детей нет вовсе[68]. В Сан-Франциско детей меньше, чем собак[69]. Из-за такой демографии сузилось и наше представление о множестве возможных вариантов потомства, а еще по семейному анамнезу стало сложнее предсказать, какие болезни могут подстерегать нас внутри собственного генома.

Чтобы оценить глубину генетических различий между братьями и сестрами – в науке их объединяют термином «сиблинги», – можно, однако, взглянуть на другие биологические виды, у которых, в отличие от нас, очень большие семьи[70]. Возьмем, например, коров. Черно-белый бык голштинской породы по кличке Тойстори благодаря искусственному осеменению породил более полумиллиона потомков. Молочные породы уже не первое десятилетие являются объектом интенсивной селекции, благодаря чему удои резко выросли: рекордсменки из лучшей тысячи 1957 года сейчас выглядели бы заурядно. Важно то, что селективное разведение молочных коров базируется на огромной внутрисемейной генетической изменчивости. Полмиллиона телят Тойстори – это полмиллиона случайных проб его генома, и именно возможность отобрать среди этого многообразия родителей очередного поколения позволяет быстро и зрелищно взвинчивать удои.

Еще программы селективного разведения подчеркивают, что важны не столько отдельные гены, сколько их комбинации. Появление новых мутаций – это не главная причина стремительного увеличения производительности молочных коров с 1950-х годов: практически все гены, позволяющие в 2019 году получать гораздо больше молока, уже были в пуле 1957 года, один вариант тут, другой там. Селективное разведение позволило сельскому хозяйству повысить в популяции коров частоту генетических вариантов, повышающих удои, а это, в свою очередь, повысило число таких вариантов в комбинации у отдельно взятого животного[71].

Представить, что существуют комбинации многих вариантов генов и в отдельном животном они могут быть представлены неодинаково, непросто с интуитивной точки зрения. Для меня – и, возможно, для вас тоже – первым знакомством с генетикой на уроках биологии в старших классах стал рассказ о Грегоре Менделе и его экспериментах с горошком. Этот монах и ученый занимался признаками растений, которые зависели от вариантов одного гена: высокое или низкое, с морщинистыми или гладкими семенами, зелеными или желтыми. Однако волнующие нас человеческие характеристики – личностные качества и психические заболевания, половое поведение и долголетие, результаты на тестах интеллекта и успехи в образовании – находятся под влиянием великого множества генов, каждый из которых составляет лишь малую каплю в бассейне имеющих значение вариантов. Нет какого-то одного гена ума, открытости, депрессии. Все это полигенные

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «Литрес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на Литрес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

1

Alex Shaw and Kristina R. Olson, “Children Discard a Resource to Avoid Inequity”, Journal of Experimental Psychology: General 141, no. 2 (2012): 382–395, https://doi.org/10.1037/a0025907.

2

Sarah F. Brosnan and Frans B. M. de Waal, “Monkeys Reject Unequal Pay”, Nature 425, no. 6955 (сентябрь 2003 г.): 297–299, https://doi.org/10.1038/nature01963.

3

“Bernie's Right: 3 Billionaires Really Do Have More Wealth Than Half of America”, Inequality.org, доступ 24 июля 2020 г., https://inequality.org/great-divide/bernie-3-billionaires-more-wealth-half-america/.

4

Noah Snyder-Mackler et al., “Social Determinants of Health and Survival in Humans and Other Animals”, Science 368, no. 6493 (22 мая 2020 г.): eaax9553, https://doi.org/10.1126/science.aax9553.

5

Raj Chetty et al., “The Association Between Income and Life Expectancy in the United States, 2001–2014”, JAMA 315, no. 16 (26 апреля 2016 г.): 1750–1766, https://doi.org/10.1001/jama.2016.4226.

6

Laurel Raffington et ah, “Analysis of Socioeconomic Disadvantage and Pace of Aging Measured in Saliva DNA Methylation of Children and Adolescents”, bioRxiv, 5 июня 2020 г., 134502, https://doi.org/10.1101/2020.06.04.134502.

7

По рекомендации Американской психологической ассоциации в английском оригинале книги названия рас пишут с большой буквы (Black, White). Хотя консенсуса по этому вопросу нет, Центр изучения социальной политики утверждает, что такое написание «относится не только к цвету кожи, но и к истории и расовой идентичности темнокожих». «Отказ выделять белых как расу с соответствующим написанием, – пишут они, – действует против черных, так как принадлежность к белым начинает восприниматься как что-то нейтральное и стандартное. <…> Хотя мы осуждаем тех, кто пишет слово White с большой буквы для разжигания насилия, мы намеренно поступаем так, отчасти чтобы призвать других и самих себя глубже задуматься о том, почему такое восприятие принадлежности к белым сохраняется и находит явную и неявную поддержку».

“Racial and Ethnic Identity”, APA Style, доступ 8 февраля 2021 г., https://apastyle.apa.org/style-grammar-guidelines/bias-free-language/racial-ethnic-minorities.

Ann Thuy Nguyen and Maya Pendleton, “Recognizing Race in Language: Why We Capitalize 'Black' and 'White'”, Center for the Study of Social Policy, 23 марта 2020 г., https://cssp.org/2020/03/recognizing-race-in-language-why-we-capitalize-black-and-white/.

8

Anne Case and Angus Deaton, “Mortality and Morbidity in the 21st Century”, Brookings Papers on Economic Activity 2017, no. 1 (2017): 397–476, https://doi.org/10.1353/eca.2017.0005.

9

Case and Deaton.

10

“The Fed-Publications: Report on the Economic Well-Being of U.S. Households (SHED)”, Board of Governors of the Federal Reserve System, доступ 24 июля 2020 г., https://www.federalreserve.gov/publications/2020-economic-well-being-of-us-households-in-2019-financial-repercussions-from-covid-19.htm.

“Hispanic Women, Immigrants, Young Adults, Those with Less Education Hit Hardest by COVID–19 Job Losses j Pew Research Center (blog)”, доступ 13 июля 2020 г., https://www.pewresearch.org/fact-tank/2020/06/09/hispanic-women-immigrants-young-adults-those-with-less-education-hit-hardest-by-covid-19-job-losses/.

11

David H. Autor, “Skills, Education, and the Rise of Earnings Inequality among the 'Other 99 Percent'”, Science 344, no. 6186 (23 мая 2014 г.): 843–851, https://doi.org/10.1126/science.1251868.

12

Paul Myerscough, “Short Cuts: The Pret Buzz”, London Review of Books, 3 января 2013 г., https://www.lrb.co.uk/the-paper/v35/n01/paul-myerscough/short-cuts.

13

Fredrik deBoer, The Cult of Smart: How Our Broken Education System Perpetuates Social Injustice (New York: All Points Books, 2020).

14

Organisation for Economic Co-operation and Development, “Education and Earnings”, доступ 3 февраля 2021 г., https://stats.oecd.org/Index.aspx?DataSetCode=EAG_EARNINGS.

15

James J. Heckman and Paul A. LaFontaine, “The American High School Graduation Rate: Trends and Levels”, The Review of Economics and Statistics 92, no. 2 (май 2010 г.): 244–262, https://doi.org/10.1162/rest.2010.12366.

16

Jeremy Greenwood et al., “Marry Your Like: Assortative Mating and Income Inequality”, American Economic Review 104, no. 5 (май 2014 г.): 348–353, https://doi.org/10.1257/aer.104.5.348.

17

“Dramatic Increase in the Proportion of Births Outside of Marriage in the United States from 1990 to 2016”, Child Trends (блог), доступ 5 ноября 2019 г., https://www.childtrends.org/publications/dramatic-increase-in-percentage-of-births-outside-marriage-among-whites-hispanics-and-women-with-higher-education-levels.

T. J. Mathews and Brady E. Hamilton, “Educational Attainment of Mothers Aged 25 and Overs: United States, 2017”, NCHS Data Brief (Hyattsville, MD: National Center for Health Statistics, 10 июня 2019 г.), https://www.cdc.gov/nchs/products/databriefs/db332.htm.

18

В вышедшей в 2010 году влиятельной статье Канемана и Дитона было показано, что сообщения о ежедневных негативных эмоциях становятся реже с ростом доходов домохозяйства, но только примерно до 70 000 долларов США в год. В то же время общая позитивная оценка жизни («моя жизнь – лучшая, какая только может быть») продолжали расти и после этого порога. В 2021 году был опубликован более свежий отчет Киллингсуорта. Стратегия измерения эмоциональных переживаний была другой: участникам отправляли на смартфон просьбу сообщить о текущем самоощущении, а не об определенном виде эмоций за день до этого. В отличие от данных Канемана и Дитона, эмоциональное благополучие продолжало повышаться с ростом доходов даже при больших заработках.

Daniel Kahneman and Angus Deaton, “High Income Improves Evaluation of Life but Not Emotional Well-Being”, Proceedings of the National Academy of Sciences 107, no. 38 (21 сентября 2010 г.): 16489–16493, https://doi.org/10.1073/pnas.1011492107.

Matthew A. Killingsworth, “Experienced Well-Being Rises with Income, Even above $75,000 per Year”, Proceedings of the National Academy of Sciences 118, no. 4 (26 января 2021 г.): e2016976118, https://doi.org/10.1073/pnas.2016976118.

19

Jack Pitcher, “Jeff Bezos Adds Record $13 Billion in Single Day to His Fortune”, Bloomberg Quint, 21 июля 2020 г., https://www.bloombergquint.com/markets/jeff-bezos-adds-record-13-billion-in-single-day-to-his-fortune.

20

Alicia Adamczyk, “32% of U.S. Households Missed Their July Housing Payments”, CNBC, 8 июля 2020 г., https://www.cnbc.com/2020/07/08/32-percent-of-us-households-missed-their-july-housing-payments.html.

21

Richard Arneson, “Four Conceptions of Equal Opportunity”, The Economic Journal 128, no. 612 (1 июля 2018 г.): F152–173, https://doi.org/10.1111/ecoj.12531.

22

Susan E. Mayer, What Money Can't Buy: Family Income and Children's Life Chances (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1997).

23

Duncan, Greg J., and Richard J. Murnane, eds. Whither Opportunity? Rising Inequality, Schools, and Childrens Life Chances (New York: Chicago: Russell Sage Foundation, 2011).

24

James J. Lee et al., “Gene Discovery and Polygenic Prediction from a Genome-Wide Association Study of Educational Attainment in 1.1 Million Individuals”, Nature Genetics 50, no. 8 (август 2018 г.): 1112–1121, https://doi.org/10.1038/s41588-018-0147-3.

25

Nathaniel Comfort, “Nature Still Battles Nurture in the Haunting World of Social Genomics”, Nature 553 (15 января 2018 г.): 278–280, https://doi.org/10.1038/d41586-018-00578-5.

26

Ivar R. Hannikainen, “Ideology Between the Lines: Lay Inferences About Scientists' Values and Motives”, Social Psychological and Personality Science 10, no. 6 (1 августа 2019 г.): 832–841, https://doi.org/10.1177/1948550618790230.

27

Francis Galton, Hereditary Genius: An Inquiry into Its Laws and Consequences (London and New York: Macmillan, 1892).

28

Francis Galton, Naturallnheritance (New York and London: Macmillan, 1894).

29

Daniel J. Kevles, In the Name of Eugenics: Genetics and the Uses of Human Heredity (New York: Alfred A. Knopf, 1985; репр., Cambridge, MA: Harvard University Press, 1998).

30

Kevles.

31

Francis Galton, Inquiries into Human Faculty and Its Development (London: Macmillan, 1883); второе издание, Macmillan, 1907, онлайн на Project Gutenberg, http://www.gutenberg.org/ebooks/11562.

32

Kevles, In the Name of Eugenics.

33

Kevles.

34

Harry Hamilton Laughlin, Eugenical Sterilization in the United States (Chicago: Psychopathic Laboratory of the Municipal Court of Chicago, 1922), http://hdl.handle.net/2027/hvd.hc4mzw.

35

“Harry Laughlin and Eugenics: Laughlin's Model Law”, подборка из Harry H. Laughlin Papers, Truman State University, доступ 28 ноября 2020 г., https://historyofeugenics.truman.edu/altering-lives/sterilization/model-law/.

36

“Carrie Buck Revisited and Virginia's Expression of Regret for Eugenics”, Eugenics: Three Generations, No Imbeciles: Virginia, Eugenics & Buck v. Bell (блог), доступ 3 февраля 2021 г., http://exhibits.hsl.virginia.edu/eugenics/5-epilogue/.

37

Paul Lombardo, “Three Generations, No Imbeciles: New Light on Buck v. Bell”, New York University Law Review 60, no. 1 (апрель 1985 г.): 30–63, https://readingroom.law.gsu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2593&context=faculty_pub.

38

“Dejarnette, Joseph S. (1866–1957)”, Encyclopedia Virginia, доступ 28 ноября 2020 г., https://www.encyclopediavirginia.org/DeJarnette_Joseph_Spencer_1866-1957#start_entry.

39

Paul A. Lombardo, “'The American Breed': Nazi Eugenics and the Origins of the Pioneer Fund”, Albany Law Review 65, no. 3 (2002): 743–830, доступно в SSRN: https://papers.ssrn.com/abstract=313820.

40

Lombardo, “The American Breed”.

41

Lombardo.

42

“Jared Taylor”, Southern Poverty Law Center, доступ 28 ноября 2020 г., https://www.splcenter.org/fighting-hate/extremist-files/mdividual/jared-taylor.

43

Jared Taylor, “Blueprint: How DNA Makes Us Who We Are”, review, American Renaissance, 4 января 2019 г., https://www.amren.com/features/2019/01/blueprint-how-dna-makes-us-who-we-are/.

Robert Plomin, Blueprint: How DNA Makes Us Who We Are (MIT Press, 2018).

44

Hawes Spencer and Sheryl Gay Stolberg, “White Nationalists March on University of Virginia”, The New York Times, A12, 11 августа 2017 г., https://www.nytimes.com/2017/08/11/us/white-nationalists-rally-charlottesville-virginia.html.