Химик Петр Образцов прочел лекцию о генетических угрозах человечеству

Химик Петр Образцов - о новых эволюционных угрозах человечеству

В культурном центре ЗИЛ в рамках цикла "Просветитель" 11 марта прошла лекция "Новые эволюционные и генетические угрозы человечеству". Сетевое издание M24.ru провело прямую трансляцию лекции.

В последние годы выяснилось, что в древности на Земле существовали, причем одновременно, сразу несколько видов хомо сапиенс. Некоторые из этих видов скрещивались друг с другом, и у нас, например, есть несколько процентов генов неандертальцев – мы все чуть-чуть неандертальцы. Открыты также останки и проанализированы геномы удивительных маленьких людей – "хоббитов".

Химик Петр Образцов рассказал, не приведут ли последние открытия в эпигенетике к появлению людей с заранее заданными свойствами.

Петр Образцов - кандидат химических наук, известный научный обозреватель, автор нескольких книг. Родился в Москве в 1950 году. Окончив химический факультет МГУ в 1972 году, стал научным сотрудником Института химической физики РАН, где работал на протяжении 20 лет. Также был шеф-редактором приложения "Наука" газеты "Известия", заместителем директора Института биомедицинской химии РАМН, внештатным переводчиком во Всесоюзном центре переводов (с японского языка) и референтом во Всесоюзном институте научной и технической информации (с разных языков).

За время работы журналистом Петр Образцов публиковался в газетах "Комсомольская правда", "Известия", журналах "Гео", "Вояж", "Наука и жизнь", "Неделя", "Нэшнл Джиогрэфик" и других изданиях.

В 2011 году вышла книга Образцова "Мир, созданный химиками. От философского камня до графена", где он рассказывает об алхимиках и великом Менделееве, о том, почему сладкое — сладко, а горькое — горько, что такое ферменты и микроэлементы, как создавались яды и боевые отравляющие вещества, как была обнаружена радиоактивность и что такое графен. Химия здесь представлена не как абстрактная наука, а как жизнь, окружающая нас и полная удивительных загадок.

Культурный центр ЗИЛ - первый и самый большой дворец культуры в Москве, в 2012 году отметил 75-летний юбилей. Сегодня это центр современной городской культуры, работающий по пяти основным направлениям: творческое развитие, исполнительские искусства, лекторий, общественный центр (библиотека) и танцевальные программы.

Имена, названия и понятия, упоминавшиеся в лекции

Геном - совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма. Содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма. Большинство геномов, в том числе геном человека и всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК, однако некоторые вирусы имеют геномы из РНК.

У человека наследственный материал соматической клетки представлен 23-мя парами хромосом, это 22 пары аутосом и пара половых хромосом - Х и Y, все они находятся в ядре.

Креационизм - мировоззренческая концепция, согласно которой основные формы органического мира, человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Творцом или Богом.

Чарлз Дарвин (1809-1882) - английский натуралист и путешественник, одним из первых наглядно продемонстрировал, что все виды живых организмов эволюционируют во времени от общих предков. В своей теории, которая была опубликована в 1859 году в книге "Происхождение видов", основной движущей силой эволюции назвал естественный отбор и неопределенную изменчивость. Роль изменяющихся природных условий в естественном отборе Дарвин осознал благодаря искусственному отбору, который достиг к тому времени значительного развития в английском сельском хозяйстве – привычными стали одомашненные животные и одомашненные растения. Существование эволюции большинство ученых признало еще при жизни Дарвина, однако, его теория естественного отбора как основное объяснение эволюции стала общепризнанной только в 30-х годах XX столетия с появлением синтетической теории эволюции. В основу этой теории легли переработанные идеи и открытия Дарвина, как обеспечивающие логическое объяснение биоразнообразия.

Жан Батист Ламарк (1744-1829) - французский ученый-естествоиспытатель. Первый биолог, который попытался создать стройную и целостную теорию эволюции живого мира; в наше время она известна как «ламаркизм» - одна из исторических эволюционных концепций. Неоцененная современниками теория Ламарка полвека спустя стала предметом горячих дискуссий, которые не прекращаются до сих пор.

Важным трудом Ламарка стала книга "Философия зоологии", опубликованная в 1809 году.

Томас Морган (1866-1945) - американский биолог, один из основоположников генетики, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1933 года "За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности". Вместе с учениками Морган обосновал хромосомную теорию наследственности, установил закономерности расположения генов в хромосомах. Также сделанные открытия помогли уточнить цитологические механизмы законов Грегора Менделя и разработать генетические основы теории естественного отбора.

Конрад Уоддингтон (1905-1975) - английский биолог, автор основ системной биологии, командор ордена Британской империи. В числе его профессиональных интересов были: биология развития, палеонтология, генетика, эмбриология и философия, поэзия и живопись.

Уоддингтону принадлежит метафорическое выражение "эпигенетический ландшафт", которое подразумевает влияние генов на развитие организма. Суть этой метафоры состоит в том, что внешние условия развития организма могут изменить его так же, как, например, землетрясения или оползни могут менять картину рельефа местности или изменить направления и пути течения рек.

Для "траектории" развития организма Уоддингтон ввел специальный термин - "креод". Мутации применительно к креоду представляют собой так называемый сейсмический фактор, который, подобно землетрясениям в природе, изменяют эпигенетический ландшафт. Уоддингтон был первым, кто сформулировал современное представление о роли мутаций как о факторах, влияющих на процесс развития организма и составляющих основу изменчивости - одного из трех главных факторов биологической эволюции.

Эпигенез (в биологии) - учение о зародышевом развитии организмов, в ходе которого происходят последовательные новообразования органов.

Вивисекция (от лат. vivus - живой и sectio - рассекание) - проведение хирургических операций над живым животным с целью исследования функций организма (либо извлеченных отдельных органов), изучения механизмов действия лекарственных средств, разработки методов хирургического лечения, а также в образовательных целях.

Метильная группа - соединение одного атома углерода с тремя атомами водорода - CH3. Метильных групп много в овощах и фруктах, например в луке, чесноке и свекле.

Цитозин - азотистое основание, производное пиримидина. Присутствует во всех живых клетках в составе нуклеиновых кислот ДНК и РНК.

Фолиевая кислота - витамин B9, необходимый для роста и развития кровеносной и иммунной систем. Ее недостаток может вызвать анемию у взрослых, а при беременности повышает риск развития дефектов нервной трубки.

Метинаниновая кислота - одна из незаменимых аминокислот, не синтезируется в организме человека, а поступает в него извне. Эта аминокислота необходима для выработки различных белков. Она ускоряет регенерацию поврежденных тканей, активизирует ферменты и половые гормоны, нормализует функцию печени, улучшает пищеварение, положительно воздействует на организм при аллергии. Недостаточное количество метионина может привести к удерживанию жидкости в организме, и как следствие, к отеку. При его малом количестве также снижается способность организма противостоять инфекциям.

Генетические переключатели - это участки активных PHK молекул, которые помогают или наоборот предотвращают работу по умножению или уменьшению генов в организме. Ранее генетики думали, что PHK переключатель предназначен только для реагирования на неизвестные геномы, вирусы, микробы, попавшие в организм извне, и не дает им генам размножиться. Но иногда бывают исключения, и он включает ген в свою структуру, позволяя ему прижиться в организме.

Маскулинизация (от лат. masculinus – мужской) - процесс накопления вторичных половых признаков мужского пола у особи женского пола. Например, появление на теле и лице женщины избыточного количества волос, огрубение голоса, увеличение мышечной массы и т.д.

Феминизация - развитие у особи мужского пола вторичных половых признаков, характерных для женского пола.

Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова - учреждение Российской Академии Наук. Среди научных направлений: генетика человека, популяционная генетика, изучение структурно-функциональной организации генома, выяснение механизмов регуляции и экспрессии генов, установление генетических принципов селекционной работы. В настоящее время в институте работает 15 лабораторий и 8 научных групп.

Соматические клетки - клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Соматическими считаются все клетки, кроме гамет.

Палеоантропология (в переводе с греч. "наука о древнем человеке") - раздел физической антропологии, изучающий эволюцию гоминид на основе ископаемых останков. Гоминидами называют семейство наиболее прогрессивных приматов, включающее людей и больших человекообразных обезьян.

Неандерталь - невозделанная в основном долина, расположена на протяжении отрезка реки Дюссель на территории, относящейся к городам Эркрат и Меттман, примерно в 10 километрах восточнее Дюссельдорфа. В 1856 году район стал известен благодаря находке черепа одного из предков современного человека, названного позднее неандертальцем.

Неандерталец - ископаемый вид человека, обитавший 140-24 тысячи лет назад. Первые люди с чертами прото-неандертальца, как полагают ученые, существовали в Европе еще 600 000—350 000 лет назад.
Ущелье Неандерталь в Западной Германии, где в 1856 году был найден череп древнего человека, было названо в честь Иоахима Неандера, немецкого теолога и композитора. Спустя два года в научный обиход был введен термин "неандерталец".

Сванте Паабо - шведский биолог, один из основателей палеогенетики, занимающейся исследованием первых людей при помощи генетических методов. Начал работу в этой области в 1984 году с изучения древнеегипетских мумий из коллекций европейских музеев, к которым получил доступ через своего преподавателя египтологии. В 2010 году в журнале Science были опубликованы результаты расшифровки генома неандертальца, проведенной ученым. Также в 2010 года группа Паабо, изучившая ДНК, извлеченную из фрагмента кости, найденной в Денисовой пещере на Алтае, пришла к выводу о существовании в древности ранее неизвестного вида гоминид - денисовского человека. Группа Паабо считает вероятным скрещивание между неандертальцами и человеком разумным.

Кроманьонцы - ранние представители современного человека, жили позже неандертальцев (40-12 тысяч лет назад) в Европе и отчасти за ее пределами, и были уже очень похожи на современного человека.
Количество достижений в социальной организации жизни кроманьонца было настолько велико, что в несколько раз превосходило количество достижений австралопитека, питекантропа и неандертальца, вместе взятых. Кроманьонцы унаследовали от своих предков большой деятельный мозг и в относительно короткий промежуток времени сделали невиданный шаг вперед. Это проявилось в эстетике, развитии общения и систем символов, технологии изготовления орудий и приспособлении к внешним условиям, а также в новых формах организации общества и более сложном подходе к себе подобным.

Эзотеризм - совокупность особых способов восприятия реальности, имеющих выражение в «психодуховных практиках». В состав эзотеризма входит магия, алхимия, астрология, гностицизм, каббала и др.

Флорес - индонезийский остров из группы Малых Зондских островов с населением около 2 млн. человек. В 2004 антропологи обнаружили на Флоресе сенсационную находку - скелет неизвестного ранее карликового человека, датируемый возрастом 18 тысяч лет. Первые исследования подтверждали, что найденный скелет не принадлежит представителю Homo sapiens, а является отдельным видом - флоресским человеком. Однако результаты повторных исследований говорили скорее в пользу того, что найденный скелет принадлежал все же Homo sapiens. На сегодня в научном мире не существует единого мнения за или против существования вида Флоресский человек.

Пигмеи - группа низкорослых негроидных народов, обитающих в экваториальных лесах Африки.

Денисовский человек - предположительно вид или подвид вымерших людей, известный по крайне фрагментарному материалу, обнаруженному в Денисовой пещере на Алтае. Предполагается, что 40 тысяч лет назад денисовцы населяли ареал, пересекающийся по времени и месту с территориями Азии, где жили неандертальцы и современные люди.

Команда ученых из лейпцигского Института эволюционной антропологии Макса Планка под руководством шведского биолога Сванте Паабо секвенировала ДНК денисовского человека, найденного в 2008 году российскими археологами в Денисовой пещере. Как выяснилось, митохондриальная ДНК образца отличается от митохондриальной ДНК современного человека по 385 нуклеотидам. В то же время митохондриальная ДНК неандертальцев отличается от ДНК Homo sapiens на 202 нуклеотида. Позднее оказалось, что денисовский человек все же ближе к неандертальцу и их эволюционное расхождение произошло около 640 тыс. лет назад.

Согласно ДНК-исследованию 2013 года, денисовцы наряду с неандертальцами передали часть генома современным людям; также установлено, что неандертальцы скрещивались с кроманьонцами и денисовцами, кроманьонцы - с денисовцами, кроме того, денисовцы скрещивались с каким-то четвертым, ранее неизвестным видом людей.

Остров доктора Моро - фантастический роман Г. Уэллса. Рассказывает о событиях на острове в Тихом океане, населенном животными — жертвами опытов по вивисекции, которые вследствие этих опытов приняли получеловеческий облик.

Франкенштейн - распространенное ошибочное именование чудовища, созданного Виктором Франкенштейном – главным героем романа Мэри Шелли «Франкенштейн, или Современный Прометей» (1818). В произведении монстр не имел имени.

Евгеника - учение о селекции применительно к человеку и о путях улучшения его наследственных свойств. Было призвано бороться с явлениями вырождения в человеческом генофонде.

Учение зародилось в Англии, его лидером был Френсис Гальтон - двоюродный брат Чарльза Дарвина, именно он ввел в употребление термин "евгеника". Наука была широко популярна в первые десятилетия XX века, но впоследствии стала ассоциироваться с нацистской Германией, отчего ее репутация значительно пострадала. В послевоенный период евгеника попала в один ряд с нацистскими преступлениями, такими как расовая гигиена, эксперименты нацистов над людьми и уничтожение «нежелательных» социальных групп. Но к концу XX века развитие генетики и репродуктивных технологий снова подняли вопрос о значении евгеники и ее этическом и моральном статусе. В современной науке многие проблемы евгеники, особенно борьба с наследственными заболеваниями, решаются в рамках генетики человека.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) - макромолекула (одна из трех основных, две другие - РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.

С химической точки зрения, ДНК - это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков - нуклеотидов. В подавляющем большинстве случаев макромолекула ДНК состоит из двух цепей и имеет форму спирали. Структуру молекулы ДНК также называют "двойной спиралью".

Метилирование ДНК - это модификация молекулы ДНК без изменения нуклеотидной последовательности, что можно рассматривать как часть эпигенетической составляющей генома. Процесс заключается в присоединении метильной группы к цитозину. Метилированный цитозин может затем окисляться особыми ферментами, что в конечном итоге приводит к его деметилированию обратно в цитозин.

Клеточная мембрана - отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая ее целостность; регулирует обмен между клеткой и средой. Клеточная мембрана представляет собой двойной слой молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды - фосфолипиды.

Овца Долли (1996-2003) - первое клонированное млекопитающее животное, которое было получено путем пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки. Овца Долли была генетической копией овцы-донора клетки. Эксперимент был поставлен в Рослинском институте, в Шотландии в 1996 году, и считается прорывом в технологиях, сравнимым с расщеплением атома. Долли стала самой известной овцой в истории науки. Она прожила 6,5 лет, оставила после себя 6 ягнят, и была усыплена в 2003 году.

Нюрнбергский процесс - судебный процесс над группой главных нацистских военных преступников. Проводился в Нюрнберге (Германия) с 20 ноября 1945 по 1 октября 1946 в Международном военном трибунале. Суду были преданы высшие государственные и военные деятели фашистской Германии, в том числе Геринг, Гесс, Риббентроп и др. Всем было предъявлено обвинение в осуществлении заговора против мира и человечности.

Процесс стал первым в истории международным судом, признавшим агрессию тягчайшим уголовным преступлением, и наказавшим как уголовных преступников государственных деятелей, виновных в подготовке, развязывании и ведении агрессивных войн.

Корреляционная зависимость - статистическая взаимосвязь двух или нескольких случайных величин. При этом изменения значений одной или нескольких из этих величин сопутствуют систематическому изменению значений другой или других величин.

Генномодифицированный организм - организм, генотип которого искусственно изменен при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.

Ермакова Ирина Владимировна (1952) - доктор биологических наук, до сентября 2010 года - ведущий научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. Известна как автор работ, встретивших серьезную критику научного сообщества, в которых утверждается, что генетически-модифицированная соя негативно влияет на репродуктивные функции животных.

Арпад Пуштай - британский ученый, в августе 1998 года проводил исследование токсичности картофеля с геном лектина подснежника, привитого для устойчивости к вредителям, и заметил, что у крыс, питавшихся картофелем, наблюдались отклонения в росте, нарушения функции органов и подавление иммунной системы. В результате ученый сделал вывод об опасности трансгенной пищи. Заявление вызвало большой резонанс и подверглось сильной критике, Пуштая обвинили в неподобающей подготовке и выполнении опытов, статистической недостоверности и недостатке наблюдений.

Андрей Чикатило (1936-1994) - самый известный советский серийный убийца.

Фенотип - особенности строения и жизнедеятельности организма, обусловленные взаимодействием его генотипа с условиями среды.

Иван Владимирович Мичурин (1855-1935) - русский биолог и селекционер, автор многих сортов плодово-ягодных культур, доктор биологии, заслуженный деятель науки и техники, почетный член АН СССР (1935), академик ВАСХНИЛ (1935).

Арония черноплодная или черноплодная рябина - плодовое дерево или кустарник, основной вид рода Арония семейства Розовые. Название черноплодная рябина происходит от цвета плодов и идентичности соплодий аронии черноплодной и рябины обыкновенной, близкими родственниками они, однако, не являются. Это разные роды, входящие в семейство Розовых.

Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) - русский ученый-энциклопедист: химик, физик, экономист, технолог, геолог, метеоролог, педагог, воздухоплаватель, приборостроитель. Профессор Санкт-Петербургского университета; член-корреспондент по разряду "физический" Императорской Санкт-Петербургской Академии наук. Среди наиболее известных открытий -периодический закон химических элементов, один из фундаментальных законов мироздания, неотъемлемый для всего естествознания.

Плазмиды - небольшие молекулы ДНК, физически отдельные от геномных хромосом. Как правило, встречаются у бактерий и представляют собой двухцепочечные кольцевые молекулы, изредка плазмиды встречаются также у архей и эукариот. В природе плазмиды обычно содержат гены, повышающие устойчивость бактерии к неблагоприятным внешним факторам (в т. ч. устойчивость к антибиотикам), нередко они могут передаваться от одной бактерии к другой (иногда даже к бактерии другого вида) и служат средством горизонтального переноса генов. Искусственные плазмиды используются в клонировании ДНК.

Крейг Вентер (1946) - американский генетик, биолог и бизнесмен-организатор науки. Прославился своими успехами в расшифровке генома человека и предложил эту услугу всем желающим за деньги. В научном мире слывет авантюристом, тем не менее, его прорыв вызвал благосклонные и даже восторженные отзывы от генетиков всего мира. Сейчас он является признанным лидером самых радикальных и перспективных направлений современной генетики и первопроходцем в области синтеза искусственной жизни.

В 2010 году Вентер заявил о создании им искусственной клетки - первого в мире простейшего биосинтетического организма, способного к размножению. Синтетическая бактерия получила имя Синтия. Сейчас Вентер пытается запатентовать первый в истории человечества метод синтеза живого организма, так называемой микоплазмы лабораторной. Этот организм, по замыслу создателей, будет содержать в своем геноме минимально возможный набор генов.

Ферменты или энзимы - обычно белковые молекулы или молекулы РНК или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах. Их активность регулируется активаторами и ингибиторами (активаторы - повышают, ингибиторы - понижают). Белковые ферменты синтезируются на рибосомах, а РНК - в ядре.

РНК-полимераза - фермент, осуществляющий синтез молекул РНК. Ферменты класса РНК-полимераз очень важны для функционирования клетки, поэтому они имеются во всех организмах и во многих вирусах.

Гистоны - класс ядерных белков, выполняющих две основные функции: они участвуют в упаковке нитей ДНК в ядре и в эпигенетической регуляции таких ядерных процессов, как транскрипция, репликация и репарация.
Алексей Матвеевич Оловников (1936) - ведущий научный сотрудник Института биохимической физики РАН, кандидат биологических наук, биолог-теоретик. Лауреат Демидовской премии РАН за 2009 год.

В 1971 году выдвинул теорию отсчета клеточных делений и старения вследствие недорепликации последовательностей ДНК на концах хромосом (теломерных участков). Теория предполагала, что "нестарение" бактерий обусловлено кольцевой формой ДНК, а теломерные последовательности в стволовых и раковых клетках защищены благодаря постоянному - при каждом делении клетки - удлинению особым ферментом - тандем-ДНК-полимеразой. В 1998 году вывод о теломерном механизме ограничения числа делений клетки подтвердили американские исследователи-экспериментаторы.

Секвенирование нового поколения - техника определения нуклеотидной последовательности ДНК и РНК для получения формального описания ее первичной структуры. Новые технологии позволяют "прочитать" единовременно сразу несколько участков генома, что является главным отличием от более ранних методов секвенирования. Секвенаторы нового поколения значительно дешевле и гораздо эффективнее своих предшественников. На сегодня производительность некоторых из них измеряется сотнями миллиардов пар оснований, что позволяет сканировать индивидуальный геном человека всего за несколько дней.

Суперкомпьютер - вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров. Как правило, представляет собой большое число высокопроизводительных серверных компьютеров, соединенных друг с другом локальной высокоскоростной магистралью для достижения максимальной производительности в рамках подхода распараллеливания вычислительной задачи.

Томас Эдисон (1847-1931) - всемирно известный американский изобретатель и предприниматель. Усовершенствовал телеграф, телефон, киноаппаратуру, разработал один из первых коммерчески успешных вариантов электрической лампы накаливания, изобрел фонограф. Именно он предложил использовать в начале телефонного разговора слово "алло".

Клайд Клакхон (1905-1960) - американский социальный антрополог, исследователь культуры индейцев навахо. Антропологию понимал как междисциплинарную науку, играющую главную роль в интеграции наук о человеке.

Герман Геринг (1893-1946) - политический, государственный и военный деятель нацистской Германии, рейхсминистр Имперского министерства авиации, рейхсмаршал Великогерманского рейха. Приговором Нюрнбергского трибунала был признан одним из главных военных преступников и приговорен к смертной казни через повешение, накануне казни покончил жизнь самоубийством.

Екатерина Левина