Большая часть безвредных мутаций в нашей ДНК свойственна всем людям, независимо от индивидуальных особенностей и конкретных жизненных обстоятельств.

О мутациях мы чаще всего слышим в связи с какими-нибудь болезнями, обычно онкологическими. Эти мутации очень разнообразны, и их не устают изучать, анализируя злокачественные клетки буквально поштучно. Результатом таких исследований становятся масштабные клеточные атласы для различных опухолей.

(Иллюстрация: Sangharsh Lohakare / Unsplash.com) 

Но ведь кроме вредных мутаций бывают и другие. Эти другие не то чтобы полезны (хотя бывают и такие), просто они попадают в такие участки генома, от которых в жизни клетки либо мало что зависит, либо не зависит вообще ничего. Кроме того, некоторые мутации клетке всё же удаётся скомпенсировать — несколько лет назад мы писали о том, что многие опасные мутации, которые должны вызывать тяжёлые заболевания, порой остаются без каких-либо видимых последствий. Наконец, не всякая зловредная мутация срабатывает с неумолимостью рока. Многим из них нужны специальные условия, как, например, бывает при «бестабачном» раке лёгких, когда раковые мутации активируются при фоновом воспалении.

В общем, для того, чтобы точнее понимать природу болезнетворных мутаций, хорошо бы для сравнения иметь атлас «здоровых» мутаций (хотя, повторим, их нужно называть не столько здоровыми, сколько нейтральными, или условно-безвредными). Как раз такой атлас описывают в Science сотрудники Орегонского университета наук о здоровье. Они работали более чем с семнадцатью тысячами образцов, которые соответствовали пятидесяти четырём видам разных тканей и клеток; образцы брали без малого у тысячи здоровых людей (брали их после смерти, но с прижизненного согласия). Исследователей интересовали только те мутации, которые пришли не по наследству, которые начали появляться с момента оплодотворения. Мутации действительно появляются у нас с момента оплодотворения: любая клетка, когда начинает делиться, должна сделать копию своей ДНК, а молекулярные копировальные машины неизбежно допускают какие-то ошибки — так уж они устроены. Кроме того, есть внешние факторы, которые провоцируют мутации. У клетки есть инструменты, которые исправляют ошибки в ДНК, но и эти инструменты тоже не всегда работают хорошо.

Сейчас у исследователей появились методы, позволяющие читать ДНК буквально из одной отдельно взятой клетки. Сравнивая мутации из отдельных клеток внутри одной ткани, а также из клеток разных тканей, можно понять, какие мутации возникли раньше, а какие позже, причём так можно увидеть мутации, возникшие ещё у эмбриона. Действительно, многие мутации появляются ещё до рождения, хотя их частота всё-таки намного ниже, чем у мутаций, возникающих у взрослых и пожилых людей, и обнаруживать такие пренатальные мутации труднее. Поскольку образцы брали у множества разных людей, среди мутаций можно было отделить «общечеловеческие» от сугубо индивидуальных, то есть от тех, которые возникли ввиду жизненных обстоятельств, в которые попал именно этот конкретный человек. Исследователи сумели посчитать долю таких индивидуальных мутаций — их в среднем около 10%. Остальные 90% — общие, то есть появляются они примерно у всех людей.

Наконец, некоторые органы более мутантны, чем другие. Например, в печени и пищеводе приобретённых изменений в ДНК можно насчитать ощутимо больше, чем в мозге. Что и понятно: пищевод постоянно имеет дело с пищей, порой довольно грубой, которая повреждает его и механически, и химически. Эти повреждения для нас незаметны, быстро залечиваются и вообще в порядке вещей, но всё-таки какой-то след от них остаётся. Про печень и говорить нечего — она не просто следит за обменом веществ, но и занимается обезвреживанием всевозможных токсинов, которые в нас попадают.

Отчасти подобные результаты были вполне ожидаемы, однако главное здесь в самом атласе клеток и мутаций. Как было сказано, образцы для анализа брали у здоровых людей, которые не страдали ни раком, ни аутоиммунными заболеваниями, ни болезнью Альцгеймера, вообще ничем таким, так что мутации, которые у них нашли, это мутации более или менее безвредные. С помощью атласа безвредных мутаций можно лучше понять, как выглядят мутации вредные, чего от них стоит ждать и при каких условиях проявляется их вредность.