Какими именно рецепторами располагают ваши клетки, как они устроены и сколько их у вас, определяется вашими генами. Если вы считаете, что брокколи и брюссельская капуста отвратительны на вкус, вы, вероятно, унаследовали варианты генов, настраивающих рецепторы на бо́льшую чувствительность к горьким веществам, чем рецепторы того, кому такие овощи кажутся вкусными. Гены также влияют на то, насколько сильно вы любите сладкое, соленое, кислое или умами. Вашей чувствительностью к различным вкусам управляют совместно множество генов. Например, нам известно около тридцати генов, влияющих на восприятие горького вкуса, и, вероятно, их даже больше.

Тот факт, что у вашего брата или сестры могут быть совершенно другие вкусовые предпочтения, чем у вас, может быть связан с тем, что при возникновении половых клеток вашей матери и отца генные карты перетасовались по-другому. Ведь генетическая изменчивость посредством различных случайных комбинаций генов – это способ природы получить как можно больше переменных в великом эксперименте, называемом эволюцией. А с эволюционной точки зрения вкус имеет значение. Например, те, кто был чувствителен к горькому вкусу, имели серьезное преимущество в давние времена. Горькие вещества часто были признаком ядовитости растения. Таким образом, у тех, кто держался от них подальше, было больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. И следующее поколение уже было избавлено от «горького» опыта, поскольку руководствовалось заранее запрограммированным отвращением к таким растениям.

Предпочтения в отношении других вкусов также имеют эволюционное объяснение, поскольку служат индикаторами того, какие продукты следует выбирать, а каких – избегать. Сладкая еда – хороший источник углеводов, соль связана с содержанием минералов, кислота может быть признаком того, что еда испортилась, а продукты с сильным вкусом умами часто богаты белком. Хотя в современном обществе вкусовые предпочтения не так важны для выживания человеческого вида, перетасовка генов и эксперименты природы все равно будут влиять на то, как мы развиваемся и адаптируемся к нашему окружению. Как мы вскоре увидим, то, что сегодня является преимуществом, завтра может внезапно стать недостатком. Время покажет, кто вытянул длинную спичку – ваши потомки или потомки ваших братьев и сестер.

Наследственность и окружающая среда

Однако на вкус влияют не только гены. Факторы окружающей среды также значительно определяют то, какие вкусы вам нравятся, а какие – нет. У вас натянутые отношения с томатным супом из-за того, что вы много ели его, когда болели, или вы любите имбирные пряники, потому что в детстве всегда получали их от бабушки? Это примеры того, как важна для вкуса психология. Психология также позволяет научиться любить вкусы, к которым вы генетически не предрасположены. Вы любитель кофе? Тогда высока вероятность, что вы также чувствительны к горькому вкусу, но научились связывать вкус кофе, изначально запрограммированный на отталкивающие ощущения, с хорошими настроениями, которые кофе вызывает – например, от того, что вы чувствуете бодрость, или кофе-пауза приносит вам ощущение уюта. В этом случае у вас может возникнуть бо́льшая тяга к кофе, чем у тех, кто не так чувствителен к горькому вкусу, потому что вкусовые ощущения – и, следовательно, психологическое вознаграждение – становятся более интенсивными.

Кроме того, факторы окружающей среды могут влиять на ваши гены без изменения исходного кода. Если у вас дефицит углеводов, гены, контролирующие выработку рецепторов сладкого, становятся более активными. В результате вас привлекает сладкая еда. Постепенно, по мере взросления, меняется и состав вкусовых рецепторов. То, что, вероятно, вы были более привередливы в еде в детстве, чем в зрелом возрасте, объясняется тем, что вы постепенно становитесь менее чувствительными к вкусовым ощущениям в целом. Поэтому верный признак старения – это то, что вы начинаете есть гамалуст (острый сыр с плесенью – норвежское национальное блюдо. – Примеч. ред.) и ракфиск (квашеная рыба – также норвежское национальное блюдо – Примеч. ред.), потому что они вам нравятся, а не просто для того, чтобы произвести впечатление. Феномен того, что гены включаются и выключаются с течением времени или в ответ на изменение окружающей среды, примерно как кнопка изменения громкости, называется эпигенетикой. Мы вернемся к этому во второй и третьей частях книги, когда подробнее рассмотрим, что происходит, когда вы стареете, и как преодолеть биологию в середине и в конце жизни.

Большинство ваших качеств определяются многими факторами, как генетическими, так и факторами окружающей среды, способ взаимодействия которых между собой ученые лишь начали понимать. И хотя нашу биологию можно представить как некую компьютерную систему, мы намного более продвинуты, чем телефон или компьютер. Но не безупречны.

И так сойдет, но не всегда

Хотя мы, люди, являемся одним из лучших продуктов эволюции, мы несем с собой ряд решений, далеких от оптимальных. Среди прочего у нас есть слепая зона в поле зрения, поскольку зрительный нерв подключен непосредственно к сетчатке глаза, как если бы кабель питания был подключен к центру телеэкрана. К счастью, мы компенсируем это визуальной информацией, полученной вторым глазом. Это пример того, что эволюция, как и типичное самодельное кабельное подключение, спрятанное за тумбой под телевизор, часто работает по принципу «и так сойдет».

Однако эволюции бывает трудно успевать за изменениями вокруг нас. Несколько сотен тысяч лет назад наши предки начали ходить на двух ногах. Это было важным событием в развитии современного человека отчасти потому, что стало возможным использование инструментов. Но позвоночник изначально был приспособлен к жизни на четырех ногах и лазанию по деревьям. Изменение его положения на 90 градусов с одновременной необходимостью в течение долгих лет сохранять баланс постоянно тяжелеющего мозга, венчавшего конструкцию, имело свои последствия. Статистика говорит, что у вас, как и у большинства людей, вероятно, один или несколько раз в жизни возникнут проблемы со спиной.

Эволюционная выгода, которую получали наши предки, избегая ядовитых растений, поскольку ненавидели горький вкус, сегодня также менее очевидна. Люди с чувствительными к горечи рецепторами имеют повышенный риск развития заболеваний, связанных с образом жизни, таких как диабет, потому что они часто избегают полезных горьких овощей, например брокколи. Наша чрезмерная любовь к жирной и сладкой пище, которая раньше была уместна, так как еды было мало, влечет за собой похожие проблемы среди современного изобилия.

Чтобы компенсировать отсутствие генетической адаптации к окружающей среде, мы разработали ряд методов, позволяющих обойти ограничения. Например, наше тело не может производить витамин С само по себе – как следствие генной мутации, произошедшей на ранних этапах эволюции человека. К счастью, мы можем есть цитрусовые и другие продукты, богатые витамином С, или купить синтетический витамин С в виде пищевой добавки в аптеке. Таким образом, можно легко избежать цинги – смертельного заболевания, на протяжении веков уносившего жизни множества моряков и полярных исследователей.

Другой пример – слишком тесные для доношенного плода родовые пути. Это качество быстро было бы искоренено в безжалостной природной борьбе за существование, но сегодня мы обходим его, вынимая плод прямо из живота при кесаревом сечении.

Тем не менее порой даже человеческой изобретательности оказывается недостаточно. Иногда несчастливый билет в генетической лотерее может определить, будет ли у вас вообще шанс передать свои гены следующему поколению. Всего лишь одна опечатка в исходном коде – одна мутация в ДНК – может означать разницу между жизнью и смертью.

Несчастливый билет

Большинство из нас сталкивались с тем, что телефон или компьютер вдруг перестает работать, например когда приложение или программа «зависает». Это может быть связано с ошибкой в исходном коде. Например, если программисты в метеорологическом приложении Yr схалтурили с кодом, вводя новую функцию в прогноз погоды, это может привести к тому, что приложение не будет работать должным образом.

Точно так же наши клетки могут начать вести себя странно, если ДНК написана неправильно, иногда с серьезными биологическими последствиями. Если вы мужчина и в 4531‑й позиции гена DNAH1 у вас будет буква А вместо буквы G, у ваших сперматозоидов появится дисфункциональный хвост и они не смогут нормально передвигаться. Если вы женщина и в 478-й позиции гена PATL2 у вас будет буква T вместо C, ваши яйцеклетки не созреют. В обоих случаях завести детей «обычным» способом будет невозможно.

Другие мутации ДНК имеют еще более серьезные последствия для тех, кого они настигли. Например, если вы получили основание G вместо основания A в 815-й позиции в гене SMN1, создается вариант белка SMN1, свойства которого отличны от положенных ему. Представьте, что в рецепте хлеба, который вы используете, произошла опечатка, так что «мука» превратилась в «молоко». Результат не слишком будет похож на хлеб. Точно так же клетки меняют свой характер, когда состав ингредиентов становится неправильным. SMN1 – это белок, необходимый для поддержания в рабочем состоянии так называемых мотонейронов – нервных клеток, обнаруженных в спинном мозге и в связанных с ним частях головного мозга. Основная функция мотонейронов – передавать от мозга сигналы, заставляющие мышечные клетки сокращаться. Мутация, которая делает белок SMN1 неэффективным, приводит к тому, что мотонейроны перестают работать и постепенно исчезают. Вследствие этого мышцы также разрушаются и умирают. Это состояние называется спинальной мышечной атрофией (СМА). Мы несколько раз будем возвращаться к этому заболеванию на протяжении всей книги.

Дети, рожденные с серьезными формами СМА, никогда не смогут сесть, никогда не перевернутся и никогда не начнут ходить. Часто им приходится получать питание внутривенно из-за проблем с глотанием, и они нуждаются в помощи при дыхании, поскольку мышцы их диафрагмы не работают так, как должны. Редко кто из них живет дольше нескольких лет. СМА – наиболее распространенное генетическое заболевание, приводящее к детской смертности.

Эти дети – несчастные жертвы беспощадной лотереи природы. Каждый раз при создании половых клеток происходит от 100 до 200 новых мутаций, поскольку генные карты мнутся в процессе перетасовки. Ген SMN1 расположен в участке ДНК, особенно подверженном ошибкам. Практически во всех случаях носителями заболевания являются оба родителя ребенка со СМА. Это означает, что в свое время они унаследовали генетический дефект от одного из родителей, то есть от бабушки и дедушки ребенка. Хотя и родители, и старшие родственники больного ребенка также имеют генетический дефект во всех клетках тела, сами они не болеют. Причина в том, что они унаследовали функциональную копию гена SMN1 от другого из своих родителей – резервную копию, следящую за тем, чтобы клетки по-прежнему могли выполнять свою работу. Заболевание возникает только тогда, когда обе копии гена SMN1, а значит и матери, и отца, мутируют. Чаще всего родители не знают, что являются носителями генетического дефекта, пока у них не родится больной ребенок.

Новый шанс?

Несправедливо, что некоторые из нас вытащили несчастливый билет в жизненной лотерее. В течение почти 4 миллиардов лет эта лотерея проводилась на условиях природы, и у нас было мало возможностей повлиять на нее. Но теперь все изменилось. В последние десятилетия биотехнологии позволили взломать биологию человека: мы можем выращивать клетки в лаборатории. Мы можем перепрограммировать их, чтобы они выполняли задачи, отличные от изначально поставленных. И мы можем читать, писать и редактировать ДНК. Биотехнологии меняют правила жизни.

В следующих главах первой части книги мы подробнее рассмотрим, как вы с помощью биотехнологий можете увеличить вероятность рождения собственных здоровых детей, если по биологическим или социальным причинам у вас не получилось сделать этого самостоятельно.