Текст уведомления здесь

Космические небратья

Как американский астронавт из-за ошибки пресс-службы NASA потерял брата

Читатели часто винят прессу в перевирании информации. Дескать, ради сенсаций СМИ готовы существенно приукрасить полученные ими из надежных источников данные. Однако в появлении «утки», что 7% ДНК астронавта Скотта Келли, пробывшего несколько месяцев на МКС, изменилась и больше не совпадает с генетическим материалом его брата-близнеца Марка Келли, виноваты не журналисты, а само NASA. Которое, впрочем, исправило свою ошибку. В отличие от большинства СМИ.
Добавить в закладки
Комментарии
Марк (слева) и Скотт (справа) Келли, астронавты. Фото: NASA

Марк (слева) и Скотт (справа) Келли, астронавты. Фото: NASA

Что произошло?

Появились предварительные результаты исследования различных параметров организмов астронавтов Марка и Скотта Келли. Они однояйцевые близнецы, то есть последовательности нуклеотидов в их ДНК одинаковые. Марк провел за пределами Земли чуть больше 54 суток, а Скотт — 520 суток. Из них 340, то есть почти год, пришлись на его долгосрочную миссию на МКС в 2015—2016 годах. После того как Скотт 2 марта 2016 года вернулся на Землю, исследователи из специальной группы по изучению влияния длительного пребывания в космосе на организм человека сравнили, как работают (говоря более научно, экспрессируются) его гены и брата Марка, который все это время не выходил за пределы тропосферы.

Для космонавтики однояйцевые близнецы почти настолько же удачная и важная находка, как бактерии на Марсе (если бы они там были). Эксперименты с их участием позволяют проверить, как на организм по сути одного и того же человека действует пониженная гравитация, космическое излучение и многое другое и каким бы он был, если бы этого воздействия не было.

Почему братья Келли генетически идентичны?

Все идентичные близнецы — результат случайности, естественного клонирования в утробе матери. Когда сперматозоид сливается с яйцеклеткой, образуется зигота, «яйцо» человека. Набор генов отца и матери, находящийся в ней, в ходе эмбрионального развития растиражируется миллиардами экземпляров и попадет во все клетки будущего человека. А поскольку гены — это участки ДНК, то выходит, что во всех клетках человека изначально содержится ДНК одинакового состава.

Для человека непреднамеренная потеря части клеток организма нередко становится невосполнимой утратой. (Правда, бывают случаи, когда часть эмбриона погибает «нарочно». Например, в результате такой запрограммированной гибели клеток мы имеем раздельные, свободно двигающиеся пальцы, а не ладошку с перепонками, как у летучей мыши.) Мы не черви, земноводные или ящерицы, чтобы отращивать новые концы тела, лапы или хотя бы хвосты.

И все-таки в развитии человека есть момент, когда потеря половины клеток не наносит его организму вреда. Это время — первое деление зиготы, родоначальницы всех тканей и органов тела. Когда она делится, получается две клетки. В подавляющем большинстве случаев они остаются вместе, скрепленные прочными межклеточными контактами, и продолжают делиться согласованно. Но иногда пути самых первых потомков зиготы, клеток-близнецов, расходятся. Вот в этот момент и появляются однояйцевые братья или сестры.

Иллюстрация (адаптированная): Trlkly / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Иллюстрация (адаптированная): Trlkly / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Вернемся на два абзаца выше. Там сказано, что у всех потомков зиготы один и тот же набор генов. Одинаковый он и у однояйцевых близнецов, потому они еще называются идентичными. Но в тот самый миг, когда близнецы отделяются друг от друга в утробе матери, они становятся все-таки чуточку разными. Условия их жизни, объем и состав потребляемых ими веществ уже не одни и те же. Случайные изменения нуклеотидов ДНК, мутации, у них тоже не совпадают — на то они и случайные. Рождаясь и вырастая, идентичные близнецы рассинхронизируются. Один засыпает раньше, другой позже. Первый силен в математике, а второму больше по душе фигурное катание. Друзья у каждого близнеца свои собственные, и разговоры с ними хоть чуточку, но отличаются. Все это — воздействия внешней среды. И они влияют на ДНК.

Ради таких влияний биологи и изучают однояйцевых близнецов. Сначала, «от природы», они были совсем одинаковые. Но затем на них начала действовать внешняя среда (это началось еще в организме матери!) и каждый из близнецов получил индивидуальные признаки. Таким образом, близнецовые исследования (так называются натуральные эксперименты с участием потомков одной оплодотворенной яйцеклетки) выявляют, как различные внешние условия действуют на один и тот же генетический материал.

Так чем же близнецы все-таки отличаются?

Мы сказали, что однояйцевые близнецы в ходе всей жизни приобретают индивидуальные признаки. А признаки — это в первую очередь белки. Белки кодируются рибонуклеиновыми кислотами (РНК), а «инструкции» для построения РНК дают гены. И хотя гены, за вычетом маленьких случайных мутаций, во всех клетках одинаковые, их активность в различных тканях очень сильно отличается.

Меняется она и в пределах одной и той же клетки — во времени. Например, когда клетка делится, вся ее ДНК неактивна. Это позволяет точно копировать ее и перенести в дочерние клетки без потерь. Когда человек покоряет пик Коммунизма, у него в большем, чем обычно, количестве производится белок гемоглобин, чтобы эффективнее добывать и переносить кислород из разреженного горного воздуха. Значит, у него интенсивнее экспрессируются гены, кодирующие гемоглобин. Пока школьник силится выучить законы Ньютона, в нейронах его мозга активируются так называемые ранние гены. При этом синтезируются специальные белки, обеспечивающие запоминание формул с прежде непонятными буквами и их значение.

Скотт Келли и Михаил Корниенко, 21 января 2016-го. Фото: NASA
Скотт Келли и Михаил Корниенко, 21 января 2016-го. Фото: NASA

Похожие процессы проходили и в клетках Скотта Келли, пока он спал, ел, упражнялся и мылся на борту МКС. Параллельно с этим менялась и активность генов его брата Марка, который в это время жил в США, обедал с семьей и занимался любимым хобби. Какие-то из участков ДНК братьев «прочитывались» чаще, и на их основе строилось больше РНК и белков, а какие-то, наоборот, «прочитывались» реже, и соответствующей им РНК появлялось меньше. Эти-то изменения в экспрессии генов и интересовали авторов близнецового исследования астронавтов.

Они проанализировали состав и количество ДНК в клетках братьев Келли и выяснили, что за время пребывания Скотта на МКС экспрессия семи процентов его генов перестала быть такой же, как у Марка. Иными словами, в результате года на околоземной орбите организм Скотта Келли стал производить свои белки в немного другом соотношении, чем если бы он оставался на поверхности планеты.

Марк Келли на публичном мероприятии в Аризоне, 21 марта 2016-го. Фото: Gage Skidmore / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0
Марк Келли на публичном мероприятии в Аризоне, 21 марта 2016-го. Фото: Gage Skidmore / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Мутации в ДНК Скотта и Марка в 2015—2016 годах тоже происходили и продолжают происходить сейчас. Притом многие из них корректируются специальными ферментами, возвращающими генам статус-кво. То же самое происходит и с вами — да-да, прямо сейчас, во время чтения этой статьи. Если бы семь процентов ДНК любого человека изменилось, это бы означало, что он стал каким-то совсем другим приматом (вспомним, что последовательности ДНК у человека и шимпанзе различаются всего на два процента) или что он умер несколько лет назад, и за это время его генетический материал успел уже основательно разложиться. В любом случае итог безрадостный.

Источником научной ошибки стали не средства массовой информации, а научные коммуникаторы NASA Моника Эдвардс (Monica Edwards) и Лори Эбейди (Laurie Abadie). Вина СМИ заключается в том, что их сотрудники, не подумав, растиражировали ляп, что последовательности ДНК Скотта и Марка Келли стали отличаться на семь процентов. Доверившись авторитетному источнику, они не подумали, что означает фраза про различия в ДНК. А может быть, им и не пришло в голову, что между составом генов и их экспрессией существует какая-то разница. Или, как вариант, они не знали, что такое активность (работа, экспрессия) генов. Но, к чести NASA, агентство исправило свою ошибку, и некоторые онлайн-издания после этого — тоже.

Эта история учит нас как минимум двум вещам. Во-первых, написание хороших новостей по всем канонам — работа творческая, а не механическая, как довольно часто считают далекие от «кухни» научной журналистики люди. Факты нужно не просто копировать, а предварительно проверять и осмыслять, так как все, даже самые надежные источники, могут ошибаться или нарочно пускать пыль в глаза. А во-вторых, признавать свои ошибки весьма полезно для сохранения репутации.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы