0,04% решают всё или не решают ничего?5 мин на чтение

Я села писать пост о том, что волки и собаки делят 99,96% генома. Что суть, мол, не в них, а в несовпадающих 0,04%: именно они и могут делать собаку собакой. Но вообще говоря, гены могут быть одинаковыми у разных видов животных и даже у разных отрядов. Мы, например, делим больше 90% генов с мышами и свиньями, но всё-таки мы не мыши и не свиньи (хотя…). Штука ведь не в том, что в ДНК собаки и волка записаны одинаковые белки. Штука в том, как они потом работают.

Ген — это просто «рецепт» будущего белка: какие аминокислоты в какой последовательности нужно взять, чтобы построить белки, из которых состоят, допустим, мышцы или волосы. Ещё белки — это ферменты и рецепторы. Ферменты участвуют во всех реакциях обмена веществ внутри и вне клеток (например, пищеварительные ферменты), а рецепторы узнают определённые молекулы (например, гормонов) и запускают внутри клеток определённые реакции (адреналин вызывает распад гликогена до глюкозы, которая даёт мышцам энергию для работы).

Но иметь в геноме формулу будущего белка — полдела. Этот белок нужно ещё синтезировать. Количество рецепторов и молекул фермента в одном и том же организме может быть разным в разные моменты. При голодании пищеварительные ферменты не будут вырабатываться просто так, про запас. И наоборот: если мозг решит, что ему не хватает дофамина, могут появиться дополнительные рецепторы, чтобы «ловить» все-все-все молекулы.

И сейчас, похоже, учёные ищут именно различия в работе генов, чтобы понять, почему собака всё-таки не волк.

Самый простой пример — ген, кодирующий фермент амилазу (помогает переваривать углеводы): он есть и у волков, и у собак, но у собак его копий в геноме в несколько раз больше. Это значит, что когда собака ест хлеб, она его переварит весь или почти весь, потому что в организме будет больше фермента, чем у волка (https://dx.doi.org/10.1038/nature11837).

В знаменитом сибирском эксперименте по одомашниванию лис (продолжается, кстати, до сих пор) выяснилось, что у дружелюбных «ручных» лис выше уровень серотонина в мозге, потому что у них иначе, чем у диких, работают ферменты метаболизма серотонина. Активнее работает фермент, с помощью которого из аминокислоты триптофана синтезируется серотонин; фермент, разрушающий серотонин, напротив, не так активен. У «диких» лис, видимо, всё наоборот: серотонина синтезируется меньше, а разрушается больше. Считается, что серотонин уменьшает агрессию и это, в свою очередь, позволило диким предкам собак жить бок о бок с людьми (https://dx.doi.org/10.1002/bies.200800070).

Ещё в одном эксперименте учёные проанализировали геномы примитивных собак и волка и нашли, что у собак сильнее развита экспрессия рецепторов глутамата. А чем выше метаболизм глутамата, тем сильнее у животных проявляется тревожность и страх. Это идёт вразрез с гипотезой, согласно которой одомашнились бесстрашные особи.

В то же время глутамат улучшает память и способность к обучению.

Авторы работы предложили альтернативную гипотезу: самоодомашниться собакам помогло не отсутствие страха перед человеком, а хорошая память и способность учиться тому, что человек не опасен (https://academic.oup.com/gbe/article/6/11/3115/2399197…). Но как и любая гипотеза, она нуждается в дальнейшей проверке.

Впрочем, скорее всего, нет никакого особого гена или одного-единственного процесса, который сделал волка собакой (и «диких» людей — «ручными»). Всё, что сейчас известно — это элементы мозаики, которые когда-нибудь сложатся в полную картину.

КА

Фото: pixabay.com