Самое близкое по днк к человеку животное. Свинья с человеческой днк. Другие исследования ученых

Отрекся ли Чарльз Дарвин в конце жизни от своей теории эволюции человека? Застали ли древние люди динозавров? Правда ли, что Россия – колыбель человечества, и кто такой йети – уж не один ли из наших предков, заблудившийся в веках? Хотя палеоантропология – наука об эволюции человека – переживает бурный расцвет, происхождение человека до сих пор окружено множеством мифов. Это и антиэволюционистские теории, и легенды, порожденные массовой культурой, и околонаучные представления, бытующие среди людей образованных и начитанных. Хотите узнать, как все было «на самом деле»? Александр Соколов, главный редактор портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ, собрал целую коллекцию подобных мифов и проверил, насколько они состоятельны.

«Но почему же тогда органы пересаживают от свиней?!» – спрашивает настойчивый читатель.

Во-первых, должен вас разочаровать: люди со свиными органами пока что существуют только в фантастической литературе. В реальности же в широкой практике дальше пересадки свиного сердечного клапана или кожи дело не идет: крайне сложно преодолеть реакцию отторжения, вызываемую в организме чужеродным органом.

Правда, печень свиньи может подключаться к больному… временно – на час-полтора. Такой метод практикуется для «разгрузки» собственной печени пациента, страдающего печеночной недостаточностью: пока подключенный орган выполняет свою работу, больная печень отдыхает и восстанавливается. За короткий срок организм не успевает распознать чужака, так что можно избежать негативных последствий для пациента. Подобные процедуры проводились еще в СССР .

Во-вторых, я не знаю, дорогой читатель, едите ли вы свинину. Но многие ваши соотечественники едят. Спросите такого соотечественника, согласился бы он откушать суп из… шимпанзе. Отдельный вопрос – сколько стоил бы такой суп.

Ведь дело не только в генетической близости. Для массовой пересадки органов – а перед медиками-трансплантологами стоит именно такая задача – необходимо животное-донор:

Хорошо изученное (желательно давно и широко разводимое в неволе, без неожиданных болячек);

Легко размножающееся в неволе;

Подходящее по размерам;

Дешевое;

Эксперименты на котором не вызывали бы бурных протестов мирового сообщества…

Факт: ежегодно в мире идет на убой и попадает к людям на стол несколько сотен миллионов свиней. Для сравнения: общая численность горилл на планете не превышает 100 000 особей, шимпанзе – около 300 000. Так какое животное является более перспективным для нужд ксенотрансплантации – свинья или шимпанзе?

Тем не менее эксперименты по пересадке органов от обезьян тоже проводилась.

Еще в 1900?х гг. Фриденталь провел успешное переливание крови человека шимпанзе. А в 1931 г. Ж. Труазье провел ряд экспериментов по переливанию крови в обратную сторону – от шимпанзе людям, без каких-либо отрицательных последствий .

В 1920–30 гг. во Франции пересадку мужчинам тканей половых желез обезьян, стремясь достичь эффекта омоложения, проводил Сергей Абрамович Воронов – прототип профессора Преображенского из «Собачьего сердца». Воронов осуществил несколько сотен таких операций.

Достижения современной геномики приводят порой к парадоксальным выводам: каждое животное, включая плоских червей и голубых улиток, может претендовать на свое родство с гомо сапиенс. По крайней мере несколько десятков одинаковых генов можно найти и у тех, и у других, и у третьих. Но один из самых близких наших родственников, как это ни обидно для кого-то звучит, безусловно, свинья.
Судите сами: у человека и хавроньи почти совпадает содержание в крови гемоглобина и белков, размеры эритроцитов и группы крови; свинья, как и человек, всеядна, пищеварение у них (то есть у нас) протекает сходно. Кожа почти как у нас: свинья может даже загорать. Те же особенности в строении зубов, глаз, печени, почек. Свиное сердце весит 320 г., человеческое – 300 г., масса легких соответственно 800 г. и 790 г., почек – 260 и 280 г., печени – 1600 и 1800 г. Более того, болезни новорожденных поросят примерно такие же, как у грудных детей. По данным Института молекулярной биологии РАН, строение молекулы гормона роста свиньи и человека совпадает на 70%.
«Ученые из израильского института Вейсмана недавно смогли извлечь из человеческого зародыша семи-восьми недель небольшое число специально отобранных клеток и пересадить их в эмбрион 4-недельного поросенка, – рассказывает доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник РАН Александр Дубров. – Клетки начали развиваться и сформировали полноценно функционирующий орган – почки. Близкое сходство между клетками человека и свиньи позволяет ученым вырастить из поросячьих тканей органы, которые подходили бы и человеку. При этом такая важная проблема, как отторжение пересаженного органа, устраняется».
А ученые обнаружили, что во многих смыслах свиньи намного «роднее» человеку, нежели, казалось бы, более похожие на него приматы. Их органы сходны с человеческими не только по размерам и физиологии, но и по антигенному составу - то есть меньше других подвержены отторжению из организма человека.
Именно эти факты подвигли исследователей на эксперименты по ксенотрансплантации - пересадке тяжелобольным людям свиных органов. Дело в том, что человеческих органов для трансплантации катастрофически не хватает: во всех, даже наиболее развитых, странах в «листах ожидания» находятся сотни тысяч человек, многие из которых так и не доживают до спасительной операции.

И их органы в человеческом организме не отторгались?

Отторгались, но так, как это происходит при трансплантации от донора-человека. Точных данных нет, но, судя по публикациям, таких пересадок было сделано уже несколько, причем некоторые успешные.

Нельзя ли взять у человека гены, пересадить их в свинку и вырастить индивидуального донора?

В принципе, можно. Но тут есть одна особенность. Если видоспецифические белки гистосовместимости заменить можно, то индивидуально специфические (которыми отличается каждый человек не только от другого вида - свиньи, но и от другого человека), невероятно сложно. Их в организме столько, что для современной науки эта задача пока что неподъемная. Я уже не говорю о времени, поскольку больной, нуждающийся в пересадке, не может ждать долго. Поэтому сейчас готовят своеобразные заготовки органов - как для обычного банка донорских органов.

А если в организме свиньи просто выращивать человеческие органы?

Главное возражение - инфекции, имеющиеся в организме свиньи. Слишком реальна опасность того, что массивный перенос материала, в котором есть вирусы данного организма, в систему человека, приведет к их адаптации и появлению совершенно новых возбудителей, способных уничтожить миллионы людей. Не так давно австралийцы провели достаточно тревожный эксперимент. В вирус оспы мышей ввели мышиный же гормон роста, намереваясь получить средство для снижения поголовья этих грызунов. Но в результате получился возбудитель, который уничтожал всех мышей поголовно, включая иммунизированных. То есть от него не было защиты, и возникло опасение: если он выйдет из лаборатории, эволюционирует в организме животных, попадет в человека, то появится вирус, вызывающий мгновенную стопроцентную смертность! Вероятность, что такие переносы могут привести к очень тяжелым последствиям, подтверждается сегодня и экспериментально. Если человеческий орган вырастить в организме свиньи, то это будет еще хуже, поскольку в чужом организме он вместе с кровью получит целый набор вирусов, которые частично адаптируются к человеку и смогут эффективно противостоять его иммунной системе. Именно это является главным аргументом против пересадки свиных органов.

Помимо этого, при переносе генетического материала возник ряд нестандартных психологических задач, которые не имеют решения. К примеру, сколько генов человека нужно перенести в свинью, чтобы по видовой принадлежности ее можно было отнести к человеку? Обычно говорят: «все равно разумной она не будет». Но разум - это не видовой признак человека. Есть тяжелобольные, которых сложно назвать разумными - тем не менее, это люди. До недавнего времени эта проблема была абсолютно абстрактной, поскольку «слитые» воедино ядра человека и животного были нестабильны и очень быстро распадались.

Но несколько лет назад был проведен необычный эксперимент, который никто больше не пытался повторить. Взяли свиноматку, в утробе которой развивались поросята, и ввели в эмбрионы белую кровь человека (красная не содержит ядер, а значит, наследственной информации). Родились поросята. Взяв их кровь, ученые обнаружили клетки, содержащие большие участки человеческих и свиных хромосом. Поскольку таких клеток было очень мало, на внешности поросят это никак не сказалось. Неожиданным для ученых было то, что эти клетки не только появились, но и оказались устойчивыми: они сохранялись в организме через длительное время после рождения (все прежние попытки заканчивались тем, что полученная клетка просто распадалась). Таким образом, впервые был получен стабильный совмещенный геном «человека-свиньи»! По грубым оценкам, в нем содержалось до трети человеческого материала!

Думаю, авторы работы, забив поросят, обнаружили такие клетки не только в их крови, но и других тканях (хотя в опубликованной статье таких данных нет). Если взять такую клетку, клонировать и вырастить животное, то оно по своему геному на две трети будет свиньей, а на треть - человеком. Такое, естественно, никто не рискнул бы сделать даже на уровне первых делений - даже чтобы просто убедиться, пойдет ли процесс в принципе. Но что же делается реально, если судить лишь по опубликованным работам, сказать нельзя.

…Ученые действительно активно экспериментируют со свиными тканями и клетками. Так появился поросенок со светящимся пятачком, а чуть позже - и полностью светящаяся свинка. Добиться чуда оказалось не так уж сложно: достаточно было вставить в геном хрюшки ген медузы, кодирующий выработку соответствующего белка. Понятно, что особой пользы от такой живности нет, разве что вызывает положительные эмоции. Просто на каком-то этапе ученые столкнулись с серьезной проблемой: часто при изучении какого-нибудь гена очень сложно проследить его работу, поскольку его практически невозможно заметить. Так возникла потребность в специальных маркерах, которые «подсвечивают» ген без всякого при этом вреда для клетки.

Израильские ученые утверждают, что ценным источником донорских тканей могут стать свиные эмбрионы - но лишь в том случае, если находятся на определенном этапе развития. Есть работы, показывающие, что нервные клетки, взятые из свиного эмбриона, могут поставить на ноги парализованного человека (разумеется, не при всех заболеваниях). Впрочем, и взрослый «свин» вполне может послужить медицине. Так, известны случаи изготовления контактных линз из свиного коллагена, использования очищенных хрящевых клеток из свиных ушей для выращивания искусственной груди - взамен удаленной во время операции по поводу рака молочной железы.

Специалисты из университета Питсбурга создали свинью, которая вырабатывает вещества, полезные для сердца - так называемые жирные кислоты омега-3. Канадские и американские ученые предлагают пересаживать от молочных поросят клетки, продуцирующие инсулин, - мол, это поможет решить проблему диабета первого типа. А украинские ученые из Тернопольской медицинской академии им. И.Горбачевского предложили свой способ использования ксенотрансплантантов из свиной кожи - для лечения ожогов. Высушенную и сохраненную особым образом свиную кожу на два-три дня накладывают на рану. За это время организм успевает адаптироваться к травме, и после этого уже можно закрывать рану тонкими лоскутами кожи больного, взятыми с других участков тела.

Не совсем так! Такое утверждение было актуальным еще несколько десятков лет назад. Тогда считалось, что ближайший родственник человека – человекообразная . Подтверждением этого служила так называемая шкала сообразительности среди животных. Согласно этой шкале, человекообразные приматы ближе всех стояли . Однако ряд экспериментов и опытов, проведенных в настоящее время, все отодвигают от близкого родства с человеком.

Согласно теории эволюции, человек разумный – это недоразвитая обезьяна, имеющая на одну хромосому меньше, чем, например, шимпанзе, но имеющее похожее строение черепа и передних конечностей. В настоящее время теория Чарльза Дарвина о происхождении человека от обезьяны не находит своего подтверждения, что позволяет мировым научным умам выискивать все новых «родственников» человека.

Сходство человека с дельфином

Исследователи, изучавшие мозговые , выяснили, что энцефалограмма дельфинов афалина сближает их с человеком. Дело в том, что мозг у этого вида дельфинов максимально похож на человеческий. Серое вещество у этих животных чуть больше в размерах, чем у людей, а также содержит большее количество извилин. Согласно исследованиям швейцарского профессора А. Портмана, умственные особенности дельфина заняли почетное второе место после человека (третье место у слонов, а четвертое – у обезьян).

Что объединяет человека со свиньями?

Анатомическое строение свиней позволяет называть их ближайшими родственниками человека. Дело в том, что эмбрион этого млекопитающего животного имеет закладку пятипалой конечности и мордочку, очень напоминающую человеческое лицо. Пятачок на свиной мордочке и копытца на ножках развиваются непосредственно перед родами. Кроме того, уже родившиеся свиньи обладают максимальной физиологией с людьми. Именно поэтому свиные органы (печень, почки, сердце, селезенка) используют в хирургии для трансплантации человеку.

Сходство людей с крысами

Эти грызуны тоже удивительным образом копируют человека на анатомическом уровне, но не так максимально как свиньи. Крысы имеют тот же состав крови и структуру тканей, что и человек. Любопытно, что эти грызуны являются единственными животными в мире, которые (как и человек) обладают абстрактным мышлением. Крысы умеют делать несложные умозаключения, что и позволяет им быть настолько живучими. Кроме того если крысу увеличить до размеров человека, после чего распрямить скелет, то можно увидеть, что суставы людей и крыс имеют одно и то же анатомическое строение, а кости обладают равным количеством фрагментов.

ПостНаука развенчивает научные мифы и борется с общепринятыми заблуждениями. Мы попросили наших экспертов прокомментировать устоявшиеся представления о роли генов в организме человека и механизмах наследственности.

Генетически к человеку ближе всего свинья

Это неправда.

Этот вопрос очень легко проверяется: вы просто берете последовательности геномов человека и других млекопитающих и смотрите, на кого они больше похожи. Никакого чуда там не происходит. Человек больше всего , дальше - горилла, другие приматы, потом грызуны. Свиньи́ там и рядом нет.

Если рассматривать этот случай, то результат будет забавный, потому что ближайшими родственниками свиньи́ окажутся бегемоты и киты. Это успех молекулярной эволюционной биологии, потому что киты настолько изменились, что по морфологическим признакам понять, на кого они похожи, было довольно трудно.

Возможным источником мифа может быть то, что у свиньи нет некоторых белков, которые делают ткани узнаваемыми иммунной системой человека. Свиные органы действительно наилучшим среди млекопитающих образом приспособлены для того, чтобы пересаживать их человеку, особенно если это генно-модифицированная свинья, у которой дополнительно подавлены некоторые гены. Шимпанзе больше подходят, но никто не даст замучить шимпанзе, чтобы спасти человека.

В любом случае «генетически» - не очень правильный термин. Можно говорить, например, что генетически двоюродные братья ближе друг к другу, чем четвероюродные. Когда вы сопоставляете животных, которые между собой не скрещиваются, то генетики тут нет. Генетика - это наука, которая говорит, что происходит в потомстве при скрещивании двух особей. Правильный термин будет «филогенетически», то есть то, что отражает происхождение. А с точки зрения общности происхождения свинья ближе к собакам, чем к людям.

Михаил Гельфанд

доктор биологических наук, профессор, Центр наук о жизни Сколтеха, заместитель директора Института проблем передачи информации РАН, член Европейской Академии, лауреат премии им. А. А. Баева, член Общественного совета Минобрнауки

Гены определяют все индивидуальные черты человека

Это правда, но отчасти.

Важно то, каким образом эти гены работают, а на эту работу может влиять множество факторов. Например, индивидуальные различия в последовательности ДНК, так называемые однонуклеотидные полиморфизмы, или SNP. Около 120 таких SNP отличают каждого из нас от родителей, от братьев и сестер. Также есть большое количество модификаций генома, которые называют эпигенетическими, то есть надгенетическими, которые не затрагивают последовательность ДНК, но влияют на работу генов. Кроме того, нельзя отрицать довольно большого влияния среды на выражение тех или иных генов. Самый наглядный пример - однояйцевые близнецы, геном которых максимально близок друг к другу, однако мы можем видеть явные различия, как физиологические, так и поведенческие. Это довольно хорошо иллюстрирует влияние генома, эпигенетики и внешних факторов среды.

Можно попробовать оценить вклад генетики и внешних факторов в проявление того или иного признака. Если мы говорим о каких-то болезнетворных мутациях, которые приводят к очень тяжелым генетическим синдромам вроде синдрома Дауна, то тут вклад генов стопроцентный. Для более «мелких» поломок, ассоциированных с Паркинсоном, разными видами рака, есть оценки того, насколько часто у людей с определенной мутацией проявляется соответствующий синдром, и они могут варьироваться от нескольких процентов до нескольких десятков процентов. Если мы говорим о сложных признаках, которые включают в себя работу сразу многих генов, вроде особенностей поведения, то на это, например, влияет уровень гормонов, который может быть заложен генетически, однако также большую роль играет социальная среда. Поэтому процент не очень понятен и сильно зависит от конкретного признака.

Этот миф частично верен: все знают, что мы отличаемся друг от друга последовательностью ДНК, есть много научно-популярных статей о связи определенного полиморфизма (мутации) с цветом глаз, кудрями и способностью быстро бегать. Но не все задумываются о вкладе надгенетических факторов и внешней среды в выражение какого-либо признака, к тому же этот вклад довольно сложно оценить. Видимо, это - причина возникновения такого мифа.

Мария Шутова

кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории генетических основ клеточных технологий Института общей генетики РАН

Анализ генома может выявить этническую принадлежность

Это неправда.

Принадлежность к той или иной этнической группе определяется культурой, а не генами. Семья влияет на то, к какой этнической группе (или группам, если родители имеют разную этническую принадлежность) отнесет себя человек. Но это влияние определяется не генами, а воспитанием, традициями общества, в котором человек вырос, языком, на котором он говорит, и многими другими особенностями культуры.

Разумеется, от родителей каждый получает не только язык и воспитание, но и гены. То, какие родительские гены достанутся ребенку, определяется при слиянии сперматозоида и яйцеклетки. Именно в этот момент формируется геном индивида - совокупность всей наследственной информации, которая во взаимодействии со средой определяет дальнейшее развитие организма.

Процессы изоляции отдельных групп, перемежающиеся миграциями и смешением народов, оставляют генетические «следы». Если число браков внутри группы превышает приток генов извне, то в такой группе накапливаются варианты генов, по спектру и частоте встречаемости отличающие ее от соседей.

Такие отличия выявлены при изучении групп населения, проживающих в разных регионах мира и имеющих разную этническую принадлежность. Поэтому анализ генома может показать, к какой группе относятся родственники и предки человека - в том случае, если эти более или менее отдаленные родственники уже были изучены популяционными генетиками и если при исследовании они указали свою этническую принадлежность. Но этот анализ не указывает национальность или этническую принадлежность самого владельца анализируемого генома - эта национальность может быть той же самой, что и у его родственников (особенно если это близкие родственники), но может быть и совершенно иной.

Любимец женщин Джордж Клуни прожил 18 счастливых лет со… свиньей. Даже не с собакой или кошкой. Как это понимать? Часто можно услышать, что свиньи вопреки всем стереотипам очень чистоплотные и умные животные. Но верится в это с трудом. Давайте попробуем разобраться действительно ли хряки такие сообразительные и классные или же все это выдумки.

Свиньи и вправду неглупые создания и это не один раз подтверждено экспериментально. Так, например, ученые из Пенсильвании предлагали свиньям поиграть в видеоигру, где требовалось загнать шарик в синюю область при помощи джойстика. До этого с такой задачей справлялись только обезьяны и собаки, интеллект которых принято считать развитым. Так что выходит, что ваш шашлык на самом деле не глупее вашей собаки.

Тут все дело в поощрении. Свиньи устанавливают связь между выполняемым действием и угощением, которое они получают при успешном выполнении задания. Благодаря умению устанавливать причинно-следственные связи, хрюшки, как и собаки отлично поддаются дрессировке.

Свиная чистоплотность

Нажрался как свинья

Опыты по спаиванию свиней действительно проводились в СССР. С помощью свиней изучали влияние этанола на . По большей части благодаря этим опытам стало ясно, что злоупотребление алкоголем ни к чему хорошему не приводит. Но если вам вдруг не с кем будет пойти в бар, можете прихватить с собой какую-нибудь свинью.

Свиной грипп

Мы болеем со свиньями одними и теми же болезнями. Небезызвестный свиной грипп получил свое название именно из-за того что мутировавший вирус стал опасен не только для людей, но и для животных. Но вопреки распространенному мнению, случаев заражения именно от свиней, практически не было зафиксировано. На этом сходства свиньи и человека заканчиваются. Несмотря на то, что в интернете порой можно прочитать удивительные вещи. Например о сходстве наших ДНК.

О «сходстве» ДНК человека и свиньи

Логика здесь такая. Если мы собираемся пересаживать человеку органы свиньи, значит они нам чуть ли не ближе обезьян. Но это, конечно же, не так. Это все равно, что всерьез воспринимать, что ДНК человека и банана на 50% похожи.

ДНК – это молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты, в которой хранятся генетические данные любых организмов. ДНК всех людей очень похожи. Но примерно каждый тысячный нуклеотид совершенно неповторим. Исключение здесь только однояйцевые близнецы ДНК которых полностью идентичны. Так вот, именно потому, что нуклеотид очень и очень много, генетически мы «похожи» на все живые организмы. С обезьянами мы совпадаем, к примеру, на 98%. Но это только кажется, что это почти одно и то же. Различия в ДНК шимпанзе и бонобо вообще 0,2%, но это совершенно разные приматы с кардинально разным образом жизни. Шимпанзе очень агрессивны, а вот бонобо большинство проблем решают при помощи секса.

На самом деле ближайшие родственники свиней гиппопотамы и, как ни странно, киты, а к людям по ДНК ближе даже мышь и другие грызуны, чем свиньи, но почему же тогда не пересаживать человеку органы шимпанзе или горилл?

• Во-первых, размер. Взрослый мини пиг весит около 60 килограмм, а значит его органы по размерам вполне соответствуют человеческим.
• Во-вторых, практичность. Приматов разводить гораздо сложнее чем свиней. Они намного более прихотливые.
• В-третьих. «Гуманность». Над свинками-донорами долго и основательно «колдуют», чтобы их органы не отторгались иммунной системой человека. Учитывая, что свиней мы итак едим, то им «не привыкать», а вот проворачивать такое с обезьянами как-то уже не слишком красиво.

Как видите свиньи действительно годятся на нечто большее, чем просто отбивная, но некоторые их достоинства, как например, та же чистоплотность, действительно преувеличены.