Книга История зрения: путь от светочувствительности до глаза - Вадим Бондарь
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Патология половых органов и мочеиспускательного канала чаще присуща мальчикам, чем девочкам. Наиболее частая – крипторхизм. У девочек выражается в недоразвитии яичников, изменении формы матки, что может может повлечь невозможность нормальной беременности.
Распространенность WAGR-синдрома неизвестна, в то же время заболевание считается достаточно редким (встречается примерно у трети людей с аниридией).
Большинство случаев WAGR-синдрома не наследованы от родителей, а возникли в результате хромосомной делеции, которая иногда случается при формировании половых клеток (яйцеклетки или сперматозоида) или в очень ранней стадии фетального (внутриутробного) развития.
Некоторые пациенты с WAGR-синдромом наследуют 11-ю хромосому с удаленным сегментом от здоровых родителей. В таких случаях у родителя наблюдается хромосомная перестановка, называемая сбалансированной транслокацией, при которой генетический материал не теряется и не добавляется. Сбалансированная транслокация не вызывает каких-либо проблем со здоровьем, но может приводить к нарушениям в момент передачи генетического материала следующему поколению. Проще говоря, участок, подвергшийся делеции, остался в клетке и нормально функционирует, однако он не может перейти в половую клетку при их образовании.
Дети, наследующие несбалансированную транслокацию, могут иметь хромосомную перестановку и получить лишний генетический материал либо недополучить его часть. Пациенты с WAGR-синдромом, которые наследуют несбалансированную транслокацию, недополучают генетический материал от короткого плеча 11-й хромосомы, что ведет к повышенному риску возникновения опухоли Вильмса, аниридии, патологии мочеполовых органов и умственной отсталости.
Клиническая картина WAGR-синдрома выражается в том, что расположенные рядом гены проявляют себя нарушением тех функций, которые они определяют. Мы обсуждаем его в качестве примера того, как далеко может завести внешне типичное глазное заболевание в диагностических поисках.
WT1 (Wilms tumor gene) – ген, который секретирует протеин, необходимый для нормального развития почек и половых органов (яичников у женщин и яичек у мужчин). В этих тканях протеин играет роль в дифференциации клеток и апоптоза (запрограммированной гибели клеток). Для реализации всех этих функций WT1 регулирует активность других генов путем связывания регионов ДНК.
Встречается другой вариант названия гена – Wilms tumor suppressor gene 1 (ген, подавляющий развитие опухоли Вильмса). Его мутация или отсутствие ведут к увеличенному риску развития опухоли. Именно из-за вероятности вовлечения этого гена в WAGR-синдром необходим постоянный контроль состояния почек. Получается, что ткань почек сама по себе склонна к развитию нефробластомы – эволюция создала ген, который эту склонность подавляет. Этот факт можно приводить как пример того, что, если рассматривать жизнь как замысел Творца, такие вещи, как строение возвратного гортанного нерва (см. вставку) или подавление опухоли при помощи отвечающего за это гена, выглядели бы не лучшим инженерным решением, но вполне были бы объяснимы, если понимать, что эти изменения произошли в результате естественного отбора. Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.
Ткань почек склонна к развитию опухоли. Вместо того чтобы исправить генетический код так, чтобы эта склонность исчезла, естественный отбор создает ген, подавляющий развитие опухоли. Не очень разумное устройство, если допустить, что человеческий организм создан высшим разумом. Все равно как если бы программист, допустивший ошибку в программе, не стал бы ее исправлять, а написал бы еще более громоздкую программу, чтобы она перманентно подавляла ошибку в первой. С точки зрения Творца, такой выход из положения только все усложняет, однако для естественного отбора это вполне нормально.
Ген WT1 не такой консервативный, как PAX6, – мутации в нем, скорее всего, имеют отношение к некоторым другим патологиям, которые могут возникать изолированно. Однако назван он так потому, что впервые была показана его связь именно с нефробластомой – опухолью Вильмса.
Несовершенный инженер
Если бы наши тела создавал некий Творец, к нему, как инженеру, возникали бы справедливые вопросы о том, что разумнее было бы спроектировать все несколько иначе.
Приведем в пример возвратный гортанный нерв: он выходит из черепа (у человека этот нерв берет начало от блуждающего нерва), уходит в грудную клетку и поднимается вверх для иннервации гортани, то есть делает совершенно лишнюю петлю. У наших предков (например, рыб) этот нерв был на одном уровне и шел по оптимальной траектории (у них не было шеи), потому что так было выгодно и рационально в рыбьем теле, однако затем потомки, в том числе и жирафы, заимели шею и нерв стал делать лишнюю дугу. У жирафа эта дуга длиной в метры, что абсолютно бессмысленно.
Можно было бы и не вспоминать жирафа, а только то, что наша сетчатка инвертирована (об этом упоминается в книге), то есть она расположила все свои рецепторы после слоя нервных волокон, целого набора клеток и кровеносных сосудов. Вы можете себе представить, чтобы инженер, делающий камеру в телефоне, вдруг поставил все провода между матрицей и линзами объектива? Это же никуда не годится! Однако мы пользуемся именно таким глазом. Создатель? Да ладно! Вы серьезно? Не будьте детьми.
PAX6 относится к семейству генов, играющих ключевую роль в формировании органов и тканей во время эмбрионального развития. Гены семейства PAX важны для нормального функционирования разных клеток организма и после рождения: они участвуют в синтезе протеинов, которые связывают специфические участки ДНК и таким образом контролируют активность других генов. Из-за такого свойства PAX-протеины называют факторами транскрипции (transcription factors).
В период эмбрионального развития белок PAX6 активирует гены, вовлеченные в формирование глаз, мозга, спинного мозга и поджелудочной железы. PAX6 участвует также в развитии нервных клеток ольфакторного тракта, отвечающих за обоняние. В настоящее время роль PAX6 во внутриутробном периоде жизни организма до конца не изучена, и со временем мы получаем все новые факты. После рождения протеин PAX6 регулирует множество генов, активных в глазу.
Недостаточность функции гена PAX6 ведет к тому, что проблемы с глазами возникают после рождения. Так, например, ген PAX6 влияет на регуляцию экспрессии генов, которые участвуют в синтезе кристаллина хрусталика. Недостаточность этой регуляторной функции ведет к развитию катаракты у пациентов с врожденной аниридией.
BDNF-ген кодирует белок, обнаруживаемый в головном и спинном мозге. Этот ген участвует в росте, созревании нервных клеток, активен в синапсах[12] головного мозга, которые могут изменяться и адаптироваться в ответ на опыт. BDNF-белок помогает регулировать изменчивость синапсов, что очень важно для процессов обучения и памяти.
