Опять на грани фантастики: о массовом копировании людей, о 37 миллионах Ньютонов, а также о радиационной генетике и селекции - об итогах и перспективах, которые во многом обязаны своим появлением использованию рентгеновских лучей

- Неужели можно воссоздать двойника?

- Что попишешь, такова сегодня наука. И стать ей фантастичной помогли рентгеновские лучи.

"Когда весь земной шар будет организован и численность его населения доведена до 3 миллиардов, тогда на земном шаре будет постоянно 37 миллионов поэтов, подобных Гомеру, 37 миллионов ученых, равных Ньютону, 37 миллионов драматургов, равных Мольеру, и так со всеми мыслимыми талантами", - полагал Ш. Фурье, великий французский социалист-утопист. Эту цитату комментируют порой иронически: приведенные подсчеты подтверждают со всей очевидностью, что их автор воистину был настоящим утопистом.

Таинственные невидимки

Действительно, на нашей планете уже более 4 миллиардов человек, а таких, как Гомер или Ньютон, увы, не дюжины миллионов и даже не просто дюжины.

Допустим, однако, по милости фортуны появится гений такой мощи. Классический силлогизм напоминает: "Все люди смертны. Сократ - человек. Следовательно..." И потом снова ждать столетиями? Оказывается, помимо такой надежды на случайный "выигрыш в биологическую лотерею", теоретически существует иная возможность.

Н. Винер рассуждал о копировании людей с помощью их развертки и телеграфной передачи. Он не дожил до того дня, когда прогресс биологии открыл новую перспективу. Речь идет о ювелирной операции: ядро обычной соматической (телесной, не половой) клетки пересаживается в зародышевую, куда вместе со своими хромосомами переносит всю наследственную программу. Так любой индивидуум может быть воспроизведен где угодно и когда угодно без какой-либо расшифровки его генетического кода. Нужна лишь трансплантация в материнское чрево или в имитирующую его "биологическую колыбель". Подобные операции проводились (разумеется, на животных).

Отдаваясь полету воображения, мы можем представ вить, как фенотип данного взрослого организма размножается с его генотипом в заданном числе копий. И тогда может воплотиться в жизнь мечта Ш. Фурье о 37 миллионах Гомеров или Ньютонов, непрестанно возрождающихся в том же количестве и качестве. Впрочем, идея рассматривается чисто теоретически. Чтобы проиллюстрировать мощь современной науки.

Хорошо, а при чем тут рентгеновские лучи?

С ними связан настоящий переворот в учении о наследственности, о жизни вообще, подготовивший нынешний рывок биологии.

Более полувека назад обнаружилось, что благодаря им можно искусственно вызывать мутации. Впервые это было доказано академиком Г. Надсоном, заведующим лабораторией Государственного рентгенологического и радиологического института, совместно с молодым сотрудником Г. Филипповым. В 1925 году "Вестник рентгенологии и радиологии" напечатал их историческую статью "О влиянии рентгеновых лучей на половой процесс и образование мутантов у низших грибов". На публикацию советских ученых мало кто обратил внимания, которого она заслуживала.

Зато аналогичные результаты, полученные с помощью той же рентгеновской радиации в экспериментах с плодовой мушкой-дрозофилой, стали сенсацией на V Международном генетическом конгрессе (1927 г., Берлин). Еще бы: их автором был уже известный Г. Меллер, один из тех, кто вместе со знаменитым Т. Морганом (оба из США) в 1912-1915 годах разрабатывал хромосомную теорию наследственности.

Доклад повлек за собой бум поисков, напоминавший рецидив "лучевой лихорадки". Все как бы разом прозрели, увидев: появился мощный инструмент исследований, который обещал намного ускорить дальнейшее развитие этой теории. Действительно, в ее обосновании, начатом в 1910 году Т. Морганом, первостепенную роль сыграли именно мутации, обнаруженные у дрозофилы. И вдруг выяснилось, что необязательно ждать, когда они появятся по милости природы. Что возникают они вопреки распространенному тогда мнению отнюдь не только спонтанно, самопроизвольно, но и по воле человека, воздействием извне, притом без особого труда и в любом количестве. "Любой генетик, зайдя на один-два часа в рентгеновский кабинет, может получить интересный материал на добрый год работы", - писали тогда профессор А. Серебровокий и его молодой сотрудник Н. Дубинин, ныне академик, директор Института общей генетики Академии наук СССР.

Именно тогда, в 1928 году, изучая изменения наследственности, вызываемые рентгеновскими лучами у дрозофилы, Н. Дубинин сделал важное открытие. Поначалу оно было принято с недоверием, ибо противоречило теории великого Т. Моргана, которая в то время стала общепризнанной, и существенно ее корректировало.

Согласно Т. Моргану гены представлялись неделимыми атомами наследственности. Дескать, если какие-то из них изменяются в процессе мутации, то всякий раз целиком. Н. Дубинин же убедился, что любой из них способен мутировать и по частям. Ученый предложил модель сложного гена, изобразив его расчлененным на дольки, расположенные цепочкой и названные центрами.

"Черт возьми, да это как в физике, где до конца XIX века считали атом неделимым, а теперь нашли в нем целый мир взаимодействующих элементарных частиц, - вспоминает академик Н. Дубинин в книге "Вечное движение". - Специальный анализ обнаружил, что отдельные центры чаще мутируют, чем другие, что указывало на наличие горячих точек в гене. Все это предвосхищало открытия, сделанные затем в эпоху молекулярной генетики".

Да, и в биологии былой "неделимый" оказался делимым, причем, как некогда в физике, все начиналось опять-таки с рентгеновских лучей. Благодаря им еще до того, как мир услышал о первой ядерной бомбе, а затем о первой атомной электростанции, сложилась радиационная генетика, ставшая впоследствии обширной областью исследований, важной не только теоретически.

"Не только в медицине нам даст практические результаты изучение изменчивости микробов. В сельском хозяйстве, в бродильных заводских производствах получение стойких вариантов микробов с желаемыми свойствами... может иметь огромное значение. Если бы далее удалось физиологам и агрономам получить при помощи рентгеновских лучей или радия такие же наследственно стойкие расы возделываемых растений с ускоренным ростом, с повышенной в несколько раз против обыкновенного урожайностью, как это мы получали для дрожжей, то какой чрезвычайной важности для народного хозяйства получились бы результаты!" - писал академик Г. Надсон в 1931 году.

Тем временем уже полным ходом велись работы в этом направлении. Их начали в 1928 году А. Сапегин в Одессе и Л. Делоне в Харькове, экспериментировавшие с пшеницей. Сообщение А. Сапегина "Рентгеномутации как источник новых сортов сельхозрастений" (1934 г.) ознаменовало рождение радиационной селекции. Ее быстрое развитие дало столько достижений, что их трудно даже перечислить. Достаточно напомнить, что среди новых разновидностей культурных растений, внедренных в производство за последнее время, свыше 80 являются радиомутантами. С ними связана и "зеленая революция". Так назвали переворот в сельском хозяйстве, развернувшийся в 60-х годах, после того как удалось вывести высокоурожайные сорта пшеницы, риса и других зерновых.

А гордость фармацевтики XX века - антибиотики, спасшие миллионы жизней? Первые партии пенициллина, полученные в начале 40-х годов, были дороже золота. Удешевить этот препарат, сделать его общедоступным лекарством позволили рентгеновские лучи. Благодаря им стало возможным повысить продуктивность грибка пенициллиум в несколько раз, что обычной Селекции оказалось не под силу.

Так, воздействуя на организмы проникающей радиацией и затем проводя отбор, человек как бы ускоряет биологическую эволюцию. Притом значительно, порой тысячекратно: можно добиться, чтобы изменения наследственности, полученные искусственно, наблюдались в тысячу раз чаще, чем за тот же период в естественных условиях.

Конечно, нельзя забывать, что мутации, вызванные радиацией, полезны для вида лишь в ничтожном меньшинстве (1-2 из тысячи), в подавляющем же большинстве своем вредоносны. Если речь идет о радиационной селекции животных и растений, вопрос решается просто: искусственным отбором, который позволяет закрепить, в потомстве хорошие свойства, а плохие отмести вместе с их носителями. А если речь идет о радиационной генетике человека?

Уже говорилось: род людской подвергается облучению с тех пор, как появился на Земле. Ибо всегда существовал естественный фон радиоактивности. В последние десятилетия он несколько повысился (в основном из-за ядерных взрывов). В среднем же для планеты, к счастью, ненамного. Как мы знаем, ныне он дает 0,125 рентгена за год.

Но к этой дозе добавляют свою лепту другие источники радиации. Скажем, светящиеся наручные часы (до 0,05 рентгена за год), фосфоресцирующие циферблаты на приборном щите самолета (до 1,3 рентгена за год).

Между тем достаточно 10 рентген, чтобы частота мутаций у человека удвоилась по сравнению с естественной. Ясно, сколь важно оберегать людей от облучения. Оно должно быть сведено к минимуму даже в медицине, где вызвано суровой необходимостью. И уж совершенно излишне там, где без него вполне можно обойтись (одно время в США, Англии и других странах Запада стали делать рентгеновские снимки позвоночника или ног в ателье одежды и обуви).

Будущее человечества олицетворяют 130 миллионов новорожденных, которые ежегодно приходят в мир. Увы, 4 процента из них - это миллионы - появляются на свет "наследственно отягощенными". Иначе говоря, имеют те или иные генетические аномалии, психические и физические (дефекты нервной и кровеносной, мышечной и костной, эндокринной и других систем). Более того, как показали обследования в Канаде, доля эта за 1965-1976 годы увеличилась там на 1 процент.

Конечно, виноваты здесь не только излучения. Вместе с отходами индустрии и транспорта, с ядохимикатами, применяемыми сельским хозяйством, выбрасываются десятки тысяч веществ, способных вызывать мутации. А в этом преуспели не только канадцы, но и их соседи: на США, занимающие 6 процентов суши, приходится 40-50 процентов промышленных отходов, загрязняющих нашу планету. "Рекорды" же такого рода нельзя считать "внутренним делом" той или иной страны. Биосфера на всех одна, и ее не разгородить границами политической карты.

Если вспомнить, что иные государства еще не присоединились к договору о прекращении испытаний ядерного оружия в атмосфере и на поверхности Земли, то вполне понятной станет тревога генетиков за судьбы рода людского: не грозит ли человечеству деградация?

Здесь многое еще неясно. Впрочем, очевидно одно: надо обезопасить людей от окружающих нас мутагенных фактов. Прежде всего положить конец радиоактивному и любому иному загрязнению среды. Но едва ли целесообразно отказываться от рентгеновских лучей, от их применения в медицине. Как же быть?

Возможна химическая защита от вредного их влияния. Уже есть такие противоядия, Будучи введены в организм, они помогают системе восстановления, действующей в клетке, ликвидировать мутации. Некоторые препараты предохраняют хромосомы от поражения, нейтрализуя отрицательные эффекты при довольно солидных дозах (в 60-100 рентген).

После того как в 1969 году удалось отделить от ДНК и получить физически изолированный ген, перед медициной открылась принципиально новая возможность бороться с наследственными недугами, которые некогда казались фатально неотвратимыми. Их будут предупреждать, вводя в организм на зародышевой стадии нормальные гены, которые откорректируют программу его развития еще в материнской утробе.

"Введение нормальных генов в клетки наследственно больных людей будет радикальным лечением, - считает академик Н. Дубинин. - Гибридизация растений, животных и микроорганизмов благодаря введению изолированных генов приобретает неограниченные возможности".

Конечно, немало еще надо сделать, чтобы все это стало реальностью. Предстоит лучше изучить, как влияет на организм среда вообще и, в частности, рентгеновская радиация, какие она вызывает в нем изменения.

Важная роль здесь принадлежит исследованию близнецов, особенно идентичных, тождественных по генотипу. Если у них обнаруживается вдруг заметное несходство, то порождено оно, очевидно, прежде всего различиями в условиях существования, во внешних факторах.

И тут вспоминается перспектива, о которой говорилось вначале: возможность выращивать организмы-копии (разумеется, в эксперименте с животными). Вполне реально получать их целыми партиями однолеток, снова и снова через какой-то промежуток времени, чтобы каждая такая группа одного возраста была отделена от следующей интервалом, скажем, в год. Если выделить контрольные экземпляры, не подлежащие никакому искусственному воздействию (например, облучению), и сравнить с теми, которые ему подвергались, это сопоставление даст ценнейшую картину сходства-различия, охватывающую всю серию поколений. Ясно, что чем ближе к человеку подобные животные генетически, тем легче перенести на него результаты исследований, тем надежнее выводы по аналогии.