Происхождение тебя. Как детство определяет всю дальнейшую жизнь

13. Склонность к успеху определяется генами?

В главе 12 мы познакомились с методикой полногеномного поиска ассоциаций (GWAS), благодаря которой на примере тысяч или даже десятков сотен тысяч людей можно определить, какие из тысяч или миллионов геномных вариантов (последовательностей генов) связаны с исследуемым фенотипическим признаком. В этом отношении стоит напомнить: когда мы в рамках данидинского исследования изучали, как наследственность влияет на склонность к табакокурению, то пользовались данными, уже полученными в ходе проектов с использованием GWAS, выборка в которых составляла десятки тысяч взрослых. Поскольку в подавляющем большинстве случаев выборки в исследованиях недостаточно широкие, чтобы воспользоваться GWAS, множество команд ученых вынуждены сотрудничать и собирать данные об искомом фенотипическом признаке (например, о склонности к курению) каждая в своей выборке и анализировать ДНК – также каждая в своей выборке. Получается, чтобы воспользоваться GWAS, команды исследователей просто берут и объединяются – тогда число людей в общей выборке становится достаточно большим, чтобы провести полногеномный анализ. Именно поэтому у статей, которые публикуют по итогам таких исследований, обычно много авторов.

В рамках этой главы необходимо подчеркнуть два важных свойства GWAS, поскольку здесь мы рассказываем об исследовательском приключении, посвященном тому, как наследственность влияет на успех в жизни. Первое свойство заключается в том, что для таких проектов необходимо объединять исследования различной природы и сложности, ведь иначе не выйдет набрать достаточно крупную выборку и выявить, с какими из тысяч или миллионов геномных вариантов связан тот или иной фенотипический признак. Поэтому, пусть даже множество команд ученых объединяет то, что все они изучают связь между ДНК и курением, в остальном их исследования могут друг на друга вовсе не походить: разные команды могут изучать разные фенотипические признаки, учитывать и не учитывать различные условия внешней среды. То есть, допустим, одна команда подключит к GWAS множество сведений о состоянии физического здоровья, а данных о психическом состоянии ей может не доставать, в то время как другая команда, наоборот, сделает упор на психическое состояние, а показатели физического упустит. Следовательно, если множество команд исследователей смогут объединиться и с помощью GWAS относительно точно связать некие геномные вариации с одним фенотипическим признаком, это отнюдь не значит, что тем же командам удастся так же изучить другой фенотипический признак, пусть даже эти фенотипические признаки сами по себе связаны с одним и тем же явлением. В дальнейшем мы убедимся: одно из преимуществ данидинского проекта заключалось в том, что, когда возникла необходимость изучить влияние наследственности на уровень успеха в жизни, в нашем распоряжении оказалось множество различных фенотипических признаков, которые можно было связать с одним и тем же набором генов и которые при этом соотносились с темой нашего исследования. Однако обо всем по порядку.

Второе свойство исследований с использованием GWAS (и вообще исследований, в ходе которых изучается связь между генотипом и фенотипом, то есть выявляются геномные варианты, которые отвечают за определенный фенотипический признак) заключается в том, что они изначально направлены на выявление корреляций. Любой исследователь в области человеческого развития рано усваивает истину, которую впоследствии повторяет, будто заклинание: «Корреляция не подразумевает причинности». Естественно, именно поэтому мы постоянно проверяли те соотношения, которые наблюдали в исследованиях на самые разные темы, обсуждаемые в этой книге, – нам хотелось узнать, нельзя ли объяснить ту или иную связь чем-то другим. Не важно, сосредоточено исследование на одном гене-кандидате или нескольких или благодаря GWAS позволяет проанализировать тысячи и даже миллионы генетических вариантов, ни одно из них не покажет, можно ли те гены, которые связаны с тем, насколько быстро человек попадет и попадет ли вообще в зависимость от никотина, назвать причиной никотиновой зависимости. Дело в том, что некоторые из выявленных генов соотносятся с исследуемым фенотипическим признаком просто потому, что соотносятся – статистически или физически (то есть расположены близко) – с теми генами, которые уже переходят в фенотип напрямую.

Если в целом даже таких методик, как GWAS, недостаточно, чтобы понять, благодаря чему проявляются те или иные гены и, в частности, какие гены могут считаться причиной проявления тех или иных фенотипических признаков. Во многих отношениях такие исследования – лишь первый этап, благодаря которому исследователи узнают, в каком направлении им копать, чтобы определить биологические процессы, связывающие генотип и фенотип. Например, если в каком-то научном труде напишут, что благодаря полногеномному поиску ассоциаций удалось найти гены, связанные с воспалениями или обменом веществ, исследователи будут знать, на каких генах им сосредоточиться, если они вдруг решат копнуть глубже и подробнее изучить биологические механизмы, благодаря которым генотип переходит в фенотип (если переходит).

Как показывает опыт, «никотиновые гены», которые были выявлены благодаря GWAS и о которых мы говорили в двенадцатой главе, могут сами по себе и не приводить к тому, что человек быстрее привыкает курить сигареты каждый день, выкуривает по пачке в день и/или никак не может бросить курить. Возможно, рассматривать связи между генами и фенотипическими признаками как причинно-следственные (даже если они на самом деле такие) только на основе результатов GWAS одновременно и ошибочно, и многообещающе. Мы говорим так, поскольку сейчас успели укорениться два положения относительно связи между генотипом и фенотипом. Во-первых, поскольку с помощью GWAS обычно выявляют сразу множество генов, связанных с каким бы то ни было исследуемым фенотипическим признаком, у нас есть все причины полагать: многие из этих генов сказываются на фенотипе не так уж и сильно, если вообще на него влияют (а не просто соотносятся с ним статистически). Таким образом, с фенотипическим признаком обычно связан отнюдь не один и даже не несколько генов, особенно с теми признаками (или исходами), на которых мы сосредоточимся в этой главе. Следовательно, болезни, которые зависят от одной-единственной генетической мутации (например, хорея Гентингтона) и встречаются крайне редко, очень хорошо показывают, как гены влияют на проявление тех фенотипических признаков, что привлекают внимание большинства исследователей.

Во-вторых, многие (даже большинство) из генов зачастую связаны с самыми разными фенотипическими признаками. Плейотропия – научный термин, которым называют это биологическое явление. Что это значит? Например, то, что гены, которые по итогам GWAS назвали «никотиновыми», могут проявить себя и в исследованиях, которые с курением вообще никак не связаны. Например, нетрудно представить, что гены, которые связаны с табакокурением, могут быть связаны и со склонностью к зависимости от других веществ. При этом стоит понимать, что те же гены (которые впоследствии назовут, допустим, «генами зависимости») могут проявиться в исследованиях, которые вообще не имеют отношения к зависимости.

По правде говоря, именно плейотропией можно объяснить, почему человеческий геном оказался намного меньше (если сравнивать с общим числом генов), чем ожидали исследователи, когда начинали его изучать. В конце концов, если один и тот же ген отвечает за проявление множества фенотипических признаков, тогда человеку разумному для развития нужно не так уж и много генов, как было бы нужно, отвечай каждый ген строго за один признак. Сравним это явление со строительством: если бы строителю нужен был один молоток, чтобы построить террасу, другой – чтобы выложить крышу черепицей, а третий – чтобы разместить в кухне стол, тогда ему понадобился бы огромный ящик для инструментов, в том числе целой кучи молотков, необходимых для множества иных задач (допустим, чтобы разбить окно при пожаре и спасти запертую в доме собаку).

Если свести вместе знания о том, насколько незначительно на развитие человека влияет каждый отдельный ген и что каждый из них наверняка связан с самыми разными фенотипическими признаками, то станет ясно, почему мы в ходе очередного исследовательского приключения сосредоточились на успехе в жизни. Честно говоря, нам понадобилось поломать голову, прежде чем мы задали себе следующий вопрос: что, если гены, которые уже успели связать с определенными фенотипическими признаками, например «никотиновые гены», на самом деле связаны с многими другими фенотипическими признаками настолько сильно, что однозначно связывать их с теми или иными фенотипическими признаками будет ошибочным? Например, допустим, что благодаря GWAS и выборке, которая включала в себя тысячи людей, никогда не разводившихся, и еще тысячи – разводившихся хотя бы раз, мы выявили 873 геномных варианта, связанных со склонностью к разводу. Никто не станет возможно, по понятным причинам, называть все гены, которые входят в состав этих вариантов, генами развода. Но что, если благодаря этим 873 геномным вариациям можно выявить, кто сильнее склонен к ссорам, потере работы и/или ставкам на команды, которые обречены на проигрыш? Это не только поможет определить, почему одни люди склонны к разводу сильнее других (а именно потому, что они склочнее, не умеют удерживаться на работе и чаще выбирают себе неподходящих партнеров), но и объяснить, почему гены, входящие в выявленные варианты, нельзя однозначно назвать генами развода. Другими словами, плейотропия подразумевает следующее: даже если некие гены связаны с определенным фенотипическим признаком, это не означает, что они отвечают только за один фенотипический признак.