"Пережить блокаду помогли генетические изменения"

"Пережить блокаду помогли генетические изменения"

Биолог Олег Глотов изучает наследственность ленинградцев. Беседовала Елена Кудрявцева

Гены людей, переживших ленинградскую блокаду, впервые стали предметом исследования ученых

Российские генетики выяснили: у всех ленинградцев, выживших в нечеловеческих блокадных условиях 1941-1943 годов, в организме присутствуют одни и те же генетические мутации, отвечающие за особый обмен веществ. Более того, след блокады на генетическом уровне несут и их потомки. Рассказ об этом важнейшем открытии был опубликован в июньском номере "Science" и вызвал сенсацию в научном мире. В 74-ю годовщину начала Великой Отечественной войны "Огонек" обратился за подробностями к автору уникальной работы, старшему научному сотруднику НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта, ведущему научному сотруднику Санкт-Петербургского университета, генетику Олегу Глотову.

— Олег Сергеевич, изучал ли кто-либо до вас гены людей, переживших блокаду в Ленинграде?

— Нет. Это первая работа на такую тему. Были исследования, авторы которых искали отличительные особенности организма блокадников, но именно гены блокадников никто не изучал. Нам показалось, что наш долг как ученых понять этот уникальный феномен, потому что нынешние жители Санкт-Петербурга обязаны своей жизнью именно этим героическим людям, которые смогли не только пережить блокаду, но затем завести семью, работать, прожить долгую жизнь.

— Сама тема как-то связана с вашими предыдущими исследованиями?

— Да, последние 15 лет мы в институте занимаемся генетикой старения. В 2007 году я защитил диссертацию на эту тему, и уже тогда, чтобы глубже изучить механизм старения, мы приступили к сбору образцов крови пожилых людей для биобанка. После защиты я продолжил работу в этом направлении, так как было интересно разобраться в механизмах старения на генетическом уровне и, возможно, разработать методы, чтобы бороться с этим процессом.

— Что в итоге оказалось самым эффективным?

— В итоге мы остановились на признанном во всем мире способе "calorie restriction" — ограничения калорийности питания. Заметьте, это не малое количество потребляемой пищи, а именно ограничение калорий. То есть пища должна поступать в достаточном количестве, содержать все питательные вещества, но при этом ее не должно быть в избытке. У нас возникла идея, что мы сможем лучше понять механизмы этого процесса, изучив гены жителей блокадного Ленинграда. Эти люди попали в тяжелейшие условия, и была выдвинута гипотеза, что они выжили во многом благодаря тому, что их метаболизм был настроен на медленный расход энергии. Иными словами, люди смогли пережить тот страшный голод, потому что все, что они съедали, было максимально использовано организмом. На остатки президентского гранта, выделенного на изучение проблем старения, мы стали собирать коллекцию генетического материала жителей блокадного Ленинграда. В работе мне помогли мой научный руководитель профессор Владислав Баранов и моя ученица Ирина Полякова. А также профессор Лидия Хорошинина, которая организовала сбор биобанка — образцов крови, взятых у ветеранов войн, разумеется, согласно всем официальным правилам — с информированным согласием и так далее.

— Ваше исследование основывается на образцах крови из этого биобанка?

— Да, в итоге мы использовали для работы примерно 200 образцов.

— И в чем же состояло само исследование?

— Мы изучали ДНК, полученную из образцов крови. Искали определенные генетические маркеры, связь которых с энергетическим обменом нам была известна. Речь идет о генах, ответственных за метаболизм углеводов и липидов. Это особые гены-регуляторы, от которых зависит работа огромного количества других генов. Они могут, например, переключать метаболизм с потребления углеводов на потребление жиров и обратно.

Вторая группа генов, которую мы изучали, находится в митохондриях — энергетических субстанциях, которые отвечают за расход энергии и терморегуляцию. Мы изучали гены, которые могут замедлять или ускорять расход энергии.

— Что же в итоге удалось выяснить?

— Мы установили, что есть связь между наличием определенных генетических маркеров и тем фактом, что люди смоли выжить. Были и неожиданные открытия. Прежде, например, считалось, что чем меньше человек находился в блокадном кольце, тем больше шансов у него было выжить. Так вот, с точки зрения генетики это оказалось не совсем так: все решила, как мы полагаем, первая блокадная зима 1941-1942 годов. Именно в этот период на генетическом уровне происходили перемены. Точнее, так: те люди, у которых они произошли, смогли в итоге выжить. Хотя, разумеется, кроме генетики на выживание влиял и ряд иных факторов.

— Нашли ли вы различия в генах у выживших мужчин и у выживших женщин?

— Различия были, но несущественные. Они связаны с разным количеством маркеров на обоих или на одной хромосоме.

— Очень важная работа, даже странно, что до сих пор никто не догадался ее провести...

— Все не так просто. Долгое время у нас не было доступных методик работы с генами. А теперь, когда прошло столько времени после блокады, в работе с людьми, пережившими ее, возникает много сложностей и нюансов. Например, многие наши с вами современники уверены, что те, кто был в реальной блокаде, до наших дней просто не дожили. С такими тяжело спорить: обычно я отвечаю, что условием участия человека в проекте было только его блокадное удостоверение. Ничего другого мы не имели права спрашивать.

— А какую роль вообще в нашей эволюции сыграла такая мутация генов? Они же наверняка проявились у нас в блокаду не просто так...

— Здесь мы любим приводить слова наших коллег, которые занимаются популяционной генетикой, про первобытного человека, который скитался по саванне и у него чередовалось, когда еда была и когда ее не удавалось достать долгие периоды. В то время было важно максимально долго сохранять энергию, которая питала человека. Поэтому, вероятно, именно эти формы генов отбирались у нас из поколения в поколение.

— Можно ли сказать, насколько они распространены у современного человека?

— Достаточно распространены, с чем, кстати, связана эпидемия ожирения. Это заболевание стало одной из глобальных мировых проблем именно потому, что тысячелетиями отбирались именно такие формы генов, которые позволяют аккумулировать энергию. Они прекрасно работают тогда, когда человек находится в постоянном движении и затрачивает колоссальные усилия для выживания. Если же повышенных энергозатрат нет, то возникают ожирение, диабет второго типа и так далее. Говоря иначе, у этой мутации есть как положительная, так и отрицательная сторона: в одних обстоятельствах она может спасти жизнь, в других — привести к серьезным заболеваниям.

Не забывайте: такие генетические особенности есть не у всех, хотя людей с таким генотипом много. И, в принципе, вопрос интересен не только с точки зрения изучения механизмов выживания во время блокады. Оказалось, эта форма генов позволяет не только замедлять расход энергии, но и повышает работоспособность, выносливость и, значит, помогает тем же спортсменам, к примеру бегуну на длинные дистанции. Известно, что люди с быстрым обменом веществ под конец дистанции просто не могут бежать: у них, говоря ненаучно, кончаются силы.

— А можно ли как-то активировать или, наоборот, ослабить действие этих генов?

— Непосредственно влиять на работу генов очень трудно. Оптимизм в отношении генной терапии, который присутствовал среди специалистов лет 15 назад, сейчас поутих — все оказалось намного сложнее. Сейчас скорее рассматривают способы того, как скорректировать последствия работы генов, например, с помощью питания, биологически активных добавок и так далее. В этом направлении развивается спортивная медицина: врачи изучают, с помощью чего можно ускорять или замедлять метаболизм. Но конкретных работ по этой теме мало.

— Вы намерены в дальнейшем работать по этой теме?

— Конечно! При этом меня интересует не только изучение генома самих блокадников. Хотелось бы собрать побольше материала, чтобы провести более масштабные исследования, в том числе в Санкт-Петербургском университете. Там сейчас идет работа над созданием уникального биобанка образцов, и мы бы хотели заложить туда не только биологический материал наших героических граждан, но и их потомков.

— А чем науке интересны потомки блокадников?

— Дело в том, что, по многим данным, у детей блокадников совершено другая частота разных заболеваний. Ученые связывают это с эпигенетикой. "Эпи" означает "сверх" — сверх того, что мы получаем с генами по наследству. Дело в том, что существует определенный механизм, позволяющий закреплять некоторые признаки, которые родители получают в течение жизни, и передавать их детям на генетическом уровне. На это обращали внимание, в частности, голландские исследователи, которые изучали недолговременный голод во время войны в своей стране. Они установили, что у потомков людей, его переживших, "особые отношения" с обменом веществ. Нам важно понять: как испытания, выпавшие на долю одного поколения, откликаются на других. И, что гораздо важнее, научиться адекватно оценивать те ресурсы, которые наш организм способен мобилизовать в крайне тяжелых условиях.

Пережившие смерть

Цифры

Несколько цифр, чтобы понять, что пришлось вынести блокадникам

872 дня длилась блокада: она началась 8 сентября 1941 года, была прорвана 18 января 1943 года, а окончательно снята 27 января 1944 года

630 000 ленинградцев погибли за это время от голода и истощения

500 граммов хлеба в сутки составляла норма выдачи для военных в 1941 году. Рабочие получали 250 граммов, служащие и иждивенцы — 125 граммов. Сам хлеб представлял собой смесь ржаной и овсяной муки, куда добавляли жмых, сосновую кору, солод

4 вагона кошек привезли в Ленинград в 1943 году для борьбы с расплодившимися крысами

Опора на собственные гены

Детали

Ученые установили, какие гены помогут выжить в трудные времена. Вот некоторые

UCP2 l

Эти гены связаны с процессом терморегуляции. Их обладатели наилучшим образом используют энергию из жиров и равномерно распределяют ее по всему телу в виде тепла.

PPARA

Так обозначают "гены блокадников", которые позволяют максимально аккумулировать энергию жиров и углеводов, замедляя при этом обмен веществ.

PPARD

Гены-регуляторы, управляющие окислением жирных кислот и обменом холестерина. За счет этого они позволяют быстро наращивать мышечную массу.

PPARG

Гены повышенной выносливости, позволяют хорошо адаптироваться к физическим нагрузкам.