«Ковырять отверткой в геноме»: Михаил Гельфанд сорвал покровы с панд и китов (фото)

К чему приведет недавнее рождение генно-модифицированных детей в Китае (если это не вранье, конечно), что роднит кита и парнокопытных, почему панд не существует, 18 декабря рассказал в Петербурге известный биоинформатик Михаил Гельфанд. Он открыл в ЕУСПб серию невиданных для этого университета семинаров — «ортогональных».

Название способно отпугнуть разве что совсем уж случайную публику. На самом деле всё не так страшно: ортогональный — это перпендикулярный. Как объясняют в ЕУСПб, обычно антропологи устраивают свои семинары, социологи — свои, и все остаются в своем воспроизводимом замкнутом пространстве. «А чтобы заниматься междисциплинарными исследованиями, нужно из этих пространств выходить».

Семинары будут по темам, которыми в Европейском университете не занимаются (например, точные и естественные науки), но интересуются. Первой в поле зрения оказалась биоинформатика, а представить её взялся Михаил Гельфанд. Доктор биологических наук, замдиректора Института проблем передачи информации в «научно-популярном» формате запросто собирает аншлаги, потому что умеет нескучно объяснять. Но известен и далеко за пределами своей области — он один из создателей убойного проекта «Диссернет», где диссертации проверяют «на вшивость».

— Вообще биоинформатика — не наука, — еще «на берегу» сообщил слушателям лектор. — В том же смысле, в котором электронная микроскопия не наука, а ремесло, набор приемов.

Биоинформатика — это про информацию из клеток. Биолог изучает какую-нибудь мутацию на живых мушках-дрозофилах, биоинформатик — на цепочке вроде ТЦА ТГГ ЦТА ТГА. Где «Т» — тимин, «Ц» — цитозин, «А» — аденин, «Г» — гуанин: нуклеотиды, которые кодируют информацию в ДНК.

Начиналась биоинформатика с того, что ученые в тех или иных областях слегка «отходили в сторону» от математического моделирования, генетики, микроскопии и прочих дисциплин.

— Я в свое время сформулировал, что биоинформатика начинала как наука неудачников. Здесь было довольно много людей неприкаянных, — считает Гельфанд.

Личный пример: сам доктор биологических наук закончил мехмат МГУ и понял, «что с математикой у него как-то плохо получается». Коллега Гельфанда Евгений Кунин (он сейчас ведущий научный сотрудник в одном из Национальных институтов здоровья США, у него несусветный индекс Хирша) со школы побеждал во всех биологических олимпиадах, но в студенчестве имел репутацию человека, у которого пробирки в руках не удерживаются.

На кишечную палочку денег дофигищи, а на слона...

Самый известный проект, по которому мы знаем биоинформатику, — «Геном человека»: учёные из разных стран «по кусочкам» определяли последовательность нуклеотидов, которые составляют нашу с вами ДНК. Не для души, а с целью исцелить человечество от хворей, иначе на фундаментальную науку денег не дают.

— Большая наука, которая финансируется государством или правителем, вынуждена что-то обещать. Не совсем уж врать, но намекать, что человечество станет здоровее, — признает Гельфанд. И это не стыдно: великий астроном Кеплер подхалтуривал «практичной» астрологией, химики на заре своей науки делали вид, что ищут философский камень.

Ну и вот геном человека мы теперь знаем (вчерне), а человечество продолжает болеть. Ученые нашлись: да, мы знаем гены, но теперь надо понять, как они работают. Появились новые глобальные проекты (например, ENCODE) и предложения вроде: «Вот геном человека есть — давайте теперь узнаем геном разных зверушек». Однако с этим, говорит Гельфанд, сложно: налогоплательщики еще могут сброситься на геном человека, а вот на геном слона… На изучение болезнетворных бактерий (какой-нибудь кишечной палочки) денег, как говорит ученый, «дают дофигищи», а на археи (тоже одноклеточные без ядра, их когда-то считали бактериями) — не дают, потому что среди архей не нашлось пока ни одной, которая была бы возбудителем хоть какой-нибудь болезни.

Птица родич крокодилу, кит — бегемоту

Биоинформатика поспособствовала тому, что книжки по биологии тридцатилетней давности, по словам Гельфанда, «без слез читать невозможно, и это слезы смеха, а не жалости».

— Например, выяснилось, что нет никаких низших растений. Вот если где-то в институтах сохранились кафедры низших растений, где изучают грибы и водоросли, — это недоразумение. Потому что если зеленые водоросли еще растения, то все остальные к растениям отношения не имеют. Грибы вообще ближе исторически к животным, поэтому их можно было бы изучать на какой-нибудь условной «кафедре низших животных».

Из тех же учебников помним: сначала были бактерии, потом одноклеточные научились слипаться — получились многоклеточные…

— Тут неправда всё, — уведомляет Гельфанд. — Многоклеточность возникала несколько раз независимо: у грибов отдельно, у растений отдельно, у животных отдельно…

Разделение животных на теплокровных и холоднокровных тоже затейливо: птицы — теплокровные, но они потомки динозавров, и ближайшие их родственники — крокодилы, которые, как известно, хладнокровные.

Наука долго не понимала, каким был предок кита, когда еще топал по суше — нынешнюю рыбью форму он приобрел уже в воде. Сначала биологи, присмотревшись к анатомии, решили, что ближайшие к китам млекопитающие — копытные, а потом биоинформатики окончательно «добили»: не просто копытные, а парнокопытные. И уж если говорить о связях, то киты ближе всего к бегемотам (на всякий случай: да, бегемоты — парнокопытные).

Поначалу, говорит Гельфанд, зоологи на это заявление ответили что-то вроде «сами вы бегемоты», а потом в Китае нашли залежи древних китовых костей, кучу промежуточных скелетов, показывающих переход от предков китов и бегемотов к современным китам.

Ну и вишенка на торте: «никаких панд нету». Малая панда и сама по себе больше похожа на енота или куницу, а большая панда (которая бамбуковый медведь) — это натурально медведь и есть. И обе панды друг другу не родственники.

Как нам социальные науки сюда прикручивать…

Насчет того, как все вышеуказанное применить гуманитариям, Михаил Гельфанд набросал свои соображения. Например, в генетике поведения «мы знаем еще мало и плохо, но есть несколько красивых примеров, когда знаем хорошо». Знаем, что если у вас длинный вариант дофаминового рецептора (это белок такой), то вы любите новизну, что подтверждается специальным тестом «поиски нового», или novelty seeking. В Китае людей с длинным дофаминовым рецептором очень мало, а в Австралии среди белого населения — полно. Отгадайте, почему? Правильно. Современные белые австралийцы — потомки каторжников (искания новизны не всегда совпадают с законопослушным поведением), а в Китае «любителей новизны», преступавших закон, имели привычку казнить, так что за века просто выкосили эти длинные дофаминовые рецепторы.

Отсюда вырастают дискуссии про генетическую предопределенность и прочие этические вещи — самое то для ЕУСПб.

Или, скажем, разгораются споры в связи с первыми «дизайнерскими детками» — детьми с изменениями в геноме: такие, как пишут СМИ, народились в Китае. В некоторых странах и так «научились» выбирать пол ребенка без всяких генетических модификаций: как только УЗИ показывает пол, от «неподходящего» зародыша избавляются. «Если с этакой психологией научиться ковырять отверткой в геноме, то последствия могут быть затейливыми», – говорит Гельфанд. И тут опять же — широчайшие горизонты для социальных и гуманитарных исследований.

Еще одно возможное направление изысканий — как будет развиваться фармацевтическая экономика. С помощью биоинформатики выяснилось, что у вроде бы одинаковых раковых опухолей молекулярные поломки могут быть разные, а значит, лекарства должны быть разными. И наоборот, опухоли могут находиться в разных местах, но поломка у них оказывается одинаковая — следовательно, и лекарство можно попробовать одно. К чему это приводит? К тому, что если раньше лекарство давали на всякий случай всем больным, даже если оно помогало только 10 процентам, то с улучшением классификации раков лекарство дают более прицельно. Продажи падают — но разработки-то не подешевели. И как будет устроена экономика фармкомпаний при таком раскладе? Будут вздувать цены? — неподъемно для страховой медицины. Начнут удешевлять разработки? — интересно, каким образом.

— С антибиотиками такая катастрофа уже случилась, — напоминает ученый.

Новые антибиотики не разрабатывают, потому что дорого, а действенность антибиотика недолгая.

«Медвежатники» и «буратины»

Слушатели семинара в некотором роде как раз те самые первые биоинформатики. Вышли из своего поля и заглянули на новую территорию. На всякий случай Михаил Гельфанд сообщил, как преуспеть в этой дисциплине:

— Как говорит один мой коллега, биоинформатики делятся на «медвежатников» и «буратин». «Медвежатники» действуют так: есть сейф — его надо взломать, как угодно – скинуть с десятого этажа, подобрать шифр, взорвать динамитом, соблазнить дочку директора банка… А у «буратин» уже есть готовый золотой ключик, и они пытаются его вставить в разные замки в надежде, что найдется та самая дверь. По моему опыту, в биоинформатике хорошо работают «медвежатники». И я не знаю, пожалуй, примеров успешных буратин.

Это к тому, что в новую область нужно приходить с незамутненным, открытым разумом и без готовых решений.

Ортогональные семинары Европейский университет обещает проводить примерно раз в месяц. Со следующими спикерами устроители определятся в начале 2019 года, но, вероятнее всего, это будут представители компьютерных наук, естественнонаучных и точных дисциплин. Следите за сайтом ЕУСПб.

Александра Шеромова, специально для «Фонтанки.ру»