Впервые в мире эволюцию генных сетей, связанных с различными заболеваниями, изучили ученые Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН. Это поможет медикам лучше понять природу болезней и эффективней с ними бороться.

Генные сети — это наборы генов, которые взаимодействуют между собой, определяют в организме один и тот же фенотипический признак, например, уровень артериального давления или цвет глаз. Такие сети изучают давно, но только сегодня появилась возможность взглянуть на них с новой точки зрения — эволюции.

Сибирских ученых интересует, как эволюционирует целая группа связанных между собой генов. Этим еще никто в мире не занимался.

Изучая геномы различных организмов, ученые хотят понять, в какой момент эволюционной истории организмов возникли те или иные гены, определить их возраст. И вообще, как в организме появляется что-то новое?

— Обычно происходит удвоение уже существующего гена, — поясняет кандидат биологических наук Дмитрий Афонников. — Первая копия продолжает работать, как и прежде, а во второй постепенно накапливаются мутации, которые организм какое-то время не замечает, пока эта вторая копия не превращается в принципиально новый ген. С момента удвоения мы и отсчитываем возраст нового гена.

Ученые ИЦиГа сумели разбить каждую генную сеть на базовое ядро и вариабельную часть. В первом содержатся гены базовых функций, например, синтеза белков. Эти гены очень консервативны, они одинаковы у бактерий и человека, ведь любая мутация в них приводит к гибели организма. А вот вариабельная часть сети, наоборот, может быстро изменяться. Ученые изучили сети, связанные с различными заболеваниями. Вывод может стать прорывом в понимании природы недугов. Оказалось, что их эволюционное развитие связано с мутациями именно в вариативной части генной сети. Генетики пока не могут сказать медикам, как вылечить болезнь, но способны указать в каком направление предпочтительно вести исследования. Например, в сетях аутоиммунных болезней (астма, аллергии) почти все гены относительно молодые, то есть формирование этих заболеваний как-то связано с эволюцией человека.

— Для конкретной особи болезнь — это беда, а вот с точки зрения эволюции может быть большим плюсом, — отмечает кандидат биологических наук Юрий Матушкин. — Скажем, многие люди страдают от ожирения, но накопление запасов жира играло важнейшую роль для выживания древних людей при смене сезонов года. В каком-то смысле многие наши болезни — плата за эволюционный процесс.

Интересный результат получен при анализе генных сетей, связанных с алкогольной и никотиновой зависимостями. Оказалось, что предки генов тяги к алкоголю есть уже у насекомых. Они возникли на ранних стадиях эволюции. Может, поэтому от вредных привычек трудно избавиться? «Тяга к никотину и алкоголю объясняется тем, что они вмешиваются в базовые метаболические процессы, которые кодируются древними генами, — поясняет Юрий Матушкин. — Ежедневно у среднестатистического человека вырабатывается около 50 миллилитров этилового спирта, а то, что вы добавляете к этому — ваша проблема.