Семьдесят лет назад генетик Дмитрий Беляев начал свои опыты по одомашниванию лис. С тех пор его лисицы стали классическим объектом для ученых, занимающихся генетикой поведения животных и человека. Этим летом исследователи приблизились к разгадке еще на один шаг.

Есть объективные причины, почему достижения российских ученых в области биологических наук столь скромны: целенаправленное искоренение генетики в середине ХХ века не могло пройти даром для страны. Случаи, когда работы отечественных генетиков положили начало целым научным направлениям в биологии, вообще можно пересчитать на пальцах. И один из таких случаев - работы новосибирского генетика Дмитрия Беляева (1917-1985), о которых знает каждый ученый, занимающийся генетикой поведения. Если бы не опыты Беляева с одомашниванием лис, поставленные еще в 1950-х, вряд ли кому-то пришло бы в голову расшифровывать геном этого зверя. Тем не менее, геном был расшифрован. Главная цель проекта - наконец-то разгадать загадку, над которой бился сам Беляев и все его последователи в разных странах мира.

Очень странная лиса

У лисицы красивый ценный мех, но скверный характер. Именно эту коллизию и намеревался разрешить Дмитрий Беляев: партия и правительство поручили ему вывести породу лис, пригодных для разведения в неволе, то есть не боящихся человека и не проявляющих к нему агрессии. Однако уже через несколько поколений отбор самых дружелюбных и общительных животных дал неожиданный результат: лисы изменились внешне. У них по-собачьи обвисли уши, загнулись крючком хвосты (они к тому же еще и приобрели привычку приветливо вилять), а главное - испортился тот самый мех, ради которого все и затевалось: на нем появились белые пятна. В этот момент прикладная задача неожиданно превратилась в фундаментальную проблему. Как позже выяснилось, она имеет отношение к самым разным областям науки, от генетики поведения до происхождения человека.

Биологов интересует вопрос: что за гены закрепляются у животных, готовых общаться с людьми?

Будучи глубоко эрудированным человеком, Беляев наверняка читал труда Чарльза Дарвина. Создатель теории эволюции еще в XIX веке упоминал о "синдроме одомашнивания" - появлении у животных определенного набора новых качеств после приручения их человеком. То, что произошло с беляевскими лисами - прекрасный пример этого синдрома. Ученые новосибирского Института цитологии и генетики занялись изучением дружелюбной породы лисиц, выведенных Беляевым, и продолжают эту работу до сих пор. А те из них, кто решил променять сибирские просторы на страны мира, более благоприятные для научной работы, заразили это темой иностранных коллег.

Биологов интересует вопрос: что это за гены, которые так быстро, всего за несколько поколений, закрепляются у животных, готовых общаться с людьми? Опыты, призванные выявить генетические основы приветливости и дружелюбия животных, ставились и на мышах, и на курах, и, конечно, на собаках в сравнении с их предками волками. Но классическим объектом по-прежнему остается лиса - главным образом благодаря полувековому эксперименту по селекции, продолжающемуся в Новосибирске. И когда Анна Кукекова и ее коллеги из Иллинойского университета затевали проект по расшифровке генома лисы, именно дружелюбные сибирские лисички были основным предметом их интереса.

Гены доброты

Очень трудно удержаться от соблазна погладить дружелюбную лису - продукт более чем полувековой селекции, проводимой генетиками Сибирского отделения РАН. Однако удерживаться приходится: взаимодействие человека и животных происходит в строго контролируемых условиях. Сперва нужно постоять у клетки ровно одну минуту; затем открыть дверцу и выждать еще минуту; теперь можно протянуть к лисе руку и замереть ровно на минуту; и, наконец, закрыть дверцу и еще минуту постоять возле клетки. Если лиса на протяжении всех этапов выражает готовность общаться - и даже требует этого от человека - считается, что она прошла тест на дружелюбие. Параллельно с этим в Институте цитологии и генетики отбирается и другая линия лис с противоположными качествами - повышенной агрессивностью и боязливостью. Генетическое сравнение этих двух линий и составляет сферу интересов Анны Кукековой и ее коллег из Иллинойского университета.

Исследователи обнаружили определенные области генома, в которых у дружелюбных и агрессивных лис зафиксировалось больше всего отличий. В качестве "золотого стандарта" долгое время служил геном собаки, однако такие сравнения животных из разных зоологических родов нельзя проводить без оговорок. Именно поэтому исследователи так ждали полной расшифровки лисьего генома, о которой сообщают в своей статье.

Теперь они могут сделать некоторые выводы. В геномах подопытных лис обнаружены различия в 103 областях, некоторые из которых очевидным образом определяют дружелюбное или агрессивное поведение. В свете новых геномных данных удалось не только очертить область генома, но и указать на отдельные гены, определяющие эти признаки. Один из таких генов, SorCS1 на пятнадцатой лисьей хромосоме, ранее не был уличен во влиянии на поведение. Между тем, одна из его функций - участие в процессах формирования нейронных синапсов.

Полтораста лет назад Чарльз Дарвин заметил: "Человек во многих аспектах подобен животным, которые долгое время были одомашненными".

Среди выявленных генов, предположительно влияющих на поведение, были и такие, человеческие аналоги которых наверняка замешаны в психических особенностях: 13 были связаны с расстройствами аутистического спектра, 13 с биполярным расстройством. А четыре лисьих гена находятся в очень интересном фрагменте хромосомы: у человека его утрата приводит к развитию синдрома Вильямса-Бейрена, наблюдаемого у так называемых "детей-эльфов". У этих больных интеллектуальное отставание сопровождается исключительной эмоциональной отзывчивостью и дружелюбием. Ранее генетики заметили, что много мутаций в этой же области хромосомы отличают собак от волков: такое впечатление, что у собак при одомашнивании закрепились "эльфийские" черты.

Любопытно, что именно тут аналогия лисы и собаки дала сбой: мутации, подобные тем, что отличают собак от волков, у лис закрепились не в дружелюбной, а напротив, в агрессивной линии. Это говорит лишь о том, что генетическая регуляция поведения - куда более сложный процесс, чем предполагали генетики, и уж точно преждевременно обсуждать его детали в рамках популярной заметки.

Зачем все это?

Те задачи, которые стояли перед Дмитрием Беляевым и его коллегами в послевоенном СССР - выведение более дружелюбных линий промышленных пушных зверей или домашних питомцев - по-прежнему актуальны, и результаты Иллинойских генетиков могут помочь их решению. Впрочем, с тех пор сильно поменялись представления об этичности подобных разработок - возможно, манипулировать сознанием братьев наших меньших в массовом масштабе человечество не будет никогда. Но вот понимание биологической природы расстройств поведения, в том числе биполярного расстройства или аутизма, может стать мощным толчком для биомедицинских и фармакологических разработок.

В этом году в Новосибирске был установлен памятник Беляеву. Скульптура изображает ученого, протягивающего руку к лисе.

И все же основное значение этой затянувшейся на 70 лет научной работы - фундаментально-теоретическое. Полтораста лет назад прозорливый Чарльз Дарвин заметил: "Человек во многих аспектах подобен животным, которые долгое время были одомашненными". Действительно, в ходе селекции домашние животные отбирались, среди прочего, и по признаку бесконфликтности в человеческом социуме. Но именно такой отбор шел и среди людей при формировании главного качества, сделавшего нас венцом эволюции - способности сотрудничать друг с другом и формировать сложный социум.

Эту идею сегодня развивает американо-австрийский лингвист Текумсе Фитч. Он полагает, что история беляевских лисиц, эволюция человеческой социальности и множество других биологических феноменов - разные стороны одного эволюционного процесса, в центре которых стоит замедление индивидуального развития и, в частности, изменение миграции клеток зародышевого нервного валика. Небольшие модификации ранних стадий зародышевого развития могли бы объяснить, в частности, и весь тот букет качеств, который Беляев наблюдал у своих лис, включая пегий мех, обвислые уши, хвост крючком и приятный характер. Но что еще важнее, этот подход, возможно даст ключ к одной из самых интригующих загадок Вселенной: как человек стал человеком.

Свои гипотезы Текумсе Фитч и его единомышленники обсуждали в 2014 году на конференции с интригующим названием: "Симпозиум по само-одомашниванию человека". Их точку зрения разделяют далеко не все ученые. Однако само ее существование говорит о том, насколько серьезные биологические (да и мировоззренческие) вопросы поставило одно прикладное научное исследование - то, что когда-то начал в сибирском институте изгнанный из Москвы за неблагонадежность российский генетик Дмитрий Беляев.

Кстати, в этом году в Новосибирске был установлен памятник Беляеву. Скульптура изображает ученого, протягивающего руку к лисе. Лиса выглядит вполне дружелюбной.

Похожие новости

  • 20/02/2018

    Книга про эксперимент по доместикации лисиц удостоена престижной международной премии

    ​Совместная работа Людмилы Трут (ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН) и американского исследователя Ли Дугаткина была удостоена премии, которую считают аналогом "Оскара" в области научно-популярной литературы.
    566
  • 05/07/2017

    В новосибирском Академгородке прошла конференция по высокопроизводительному секвенированию в геномике

    ​​Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН представили новые методы, использующие NGS секвенирование, уникальные для нашей страны, на II Всероссийской конференции "Высокопроизводительное секвенирование в геномике", прошедшей в новосибирском Академгородке.
    1149
  • 10/08/2018

    Ученые установили, что боли в спине связаны с генами и депрессией

    Коллектив ученых из России (Институт цитологии и генетики СО РАН и Новосибирский государственный университет), Великобритании, США и Нидерландов провел масштабное полногеномное исследование ассоциаций болей в пояснице и различных других состояний.
    270
  • 11/09/2018

    В Новосибирске биологи обсудят метод, изменяющий реальность

    ​В технопарке новосибирского Академгородка открылся международный конгресс «CRISPR—2018», посвященный этому методу геномного редактирования. На конгресс съехалось около 360 ученых из США, Франции, Германии, Северной Кореи, Турции, Казахстана, Беларуси и 16 городов России, включая Москву и Санкт-Петербург.
    206
  • 03/11/2017

    ​​В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая

    1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства).
    637
  • 19/09/2016

    Михаил Федорук: наше сотрудничество с Таиландом развивается с хорошей динамикой

    ​Исследовательский центр продовольственной безопасности (НГУ) и Школа биоресурсов и технологий Технологического университета им. Короля Монгкута Тонбури (Таиланд) уже осуществляют ряд совместных проектов.
    1481
  • 04/10/2018

    Дела хозяйские

    Существует стереотип, что паразитарные заболевания – удел стран «третьего мира», сохранивших черты доиндустриальной эпохи. Но так ли это на самом деле? Насколько реальна угроза описторхоза для жителей вполне современных сибирских мегаполисов? И почему большое количество западных ученых занимаются исследованиями в области паразитологии.
    138
  • 06/09/2016

    Бельгийский ученый выступит в Новосибирске с лекцией о вкладе геномных технологий в селекцию животных

    ​Приглашаем на лекцию ученого мирового уровня, профессора генетики и геномики факультета ветеринарной медицины университета г. Льеж, Бельгия, Мишеля Жоржа The impact of genomics in animal breeding (Вклад геномных технологий в селекцию животных).
    1472
  • 12/10/2016

    АлтГУ и ИЦиГ СО РАН развивают сотрудничество

    ​Алтайский государственный университет совместно с Федеральным исследовательским центром Институтом цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук приступает к реализации научно-образовательного проекта по селекции и семеноводству.
    1647
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    396