ДНК — в трех буквах вся жизнь

ДНК – колоссальный источник информации: в ней содержатся сведения о нашем цвете глаз и волос, рисках возможных болезней, вкусовых предпочтениях и даже месте, откуда мы родом. Поэтому неудивительно, что длина всех ДНК в организме одного человека в тысячу раз превышает расстояние от Земли до Солнца!

Совокупность генной информации (генетический текст), представленная в линейной последовательности нуклеотидов, из которых состоит клетка ДНК, называется геном. Несмотря на спорные этические моменты, сегодня технологиям, позволяющим изменять его содержание, уделяется большое внимание во многих сферах – от медицины до сельского хозяйства. По данным научного руководителя Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, проф. кафедры генетики биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, академика РАН Николая Янковского, геномные и генетические технологии занимают первое место по надеждам и страхам, связанным с развитием науки, причем больше всего на них уповают в странах Африки, а меньше всего в Японии.

Как известно, человек наследует 50% генов от каждого из родителей. Но вместе с ними к нам переходят и мутации в них, а также в процессе переписывания генетического текста у нас образуются новые, например, 100 вновь появившихся мутаций отличают наш геном от материнского, а 2.4 млн старых мутаций отличают отцовскую половину генома от материнской. Мы привыкли считать мутацию чем-то страшным и плохо совместимым с жизнью. Однако помимо вредных есть и нейтральные и даже полезные мутации, которые сыграли положительную роль в процессе эволюции. Современный человек (Homo sapiens sapiens) обладает полезными мутациями 3 своих предков – неандертальцев, денисовского человека и homo sapiens. Именно они во многом позволили нам максимально приспособиться к окружающему миру. На формирование структуры генетического теста человека разумного ушло примерно 200 тыс. лет.

Как правило, процесс мутации ДНК неизбежен, а большинство мутаций не влияют на наше самочувствие. А если собрать все клетки организма взрослого человека, то выяснится, что они в общей сумме накопили миллион миллиардов мутаций!

Как сейчас используется ДНК-идентификация?

Сцены из детективных сериалов, где уже на месте преступления криминалисты получают информацию о жертве и преступнике по капле крови или волосам, уже давно стали реальностью. Для ДНК-идентификации берется образец генетического материала – кровь, кусочек кости, сперма, слюна, волосы и т.д. При процедуре генетический текст из образца этого биологического материала сравнивается с генетическим текстом из образца, заведомо принадлежащего данному индивиду или его родственникам. После результата обязательно рассчитывается вероятность, является ли такое совпадение случайным.

В конце апреля правительство утвердило Федеральную научно–техническую программу развития генетических технологий на 2019–2027 гг.

Реализация программы позволит усилить безопасность страны, лучше идентифицировать жертв природных и техногенных катастроф, а также потенциал ДНК–идентификации может использоваться для лечения и борьбы с распространением социально значимых заболеваний. В сельском хозяйстве и промышленности эти технологии могут отследить место вырубки лесов и происхождение морепродуктов.

Сегодня программа предусматривает переход на отечественные наборы реагентов, необходимых для идентификации. Это связано не только с импортозамещением: российские реагенты лучше справляются со своей задачей именно на территории нашей страны, а с импортными наборами бывали и курьезные случаи: например, использование голландских реагентов показало, что в Сибири нет людей с темными глазами, но на самом деле такие данные были получены из-за того, что реагенты были рассчитаны преимущественно на голландцев.

Важно и то, что сейчас используются методы секвенирования нового поколения, ведется работа с предельно малым количеством ДНК и поврежденной ДНК.

В будущем точность ДНК–идентификации повысится, что положительно скажется на жизни человечества и позволит больше узнать о нашем происхождении.

По материалам лекции "ДНК–идентификация: результаты экспериментов и их интерпретация" в рамках мультимедийного проекта "Лекторий на Зубовском"