Рост и интеллект будущего ребёнка предсказывать бесполезно ( 1 фото )
- 21.09.2020
- 13 721
Если судить по ДНК зародышей, будущие дети почти не отличаются друг от друга по росту и по IQ.
При экстракорпоральном оплодотворении слияние генетического материала отца с генетическим материалом матери происходит в буквальном смысле в пробирке.
Медицинские успехи молекулярной биологии волей-неволей наводят на мысль, что с её помощью мы уже сейчас вполне можем конструировать генетический портрет будущих детей. Речь не только о том, чтобы с помощью генетического редактирования избавить эмбрион от опасных мутаций – подобно тому, как это было сделано с взрослыми людьми, страдающими от генетических болезней крови. Речь ещё и о том, чтобы заранее узнать, какого роста будет будущий ребёнок, какой у него будет уровень интеллекта – и, может быть, по возможности подправить эти гены или же вообще сделать новый, более удачный зародыш.
Такие вещи вполне возможны при экстракорпоральном оплодотворении, когда оплодотворение и самые первые этапы развития эмбриона происходят в буквальном смысле в пробирке, в специальном инкубаторе и специальной среде. Оплодотворённое яйцо начинает делиться, и когда зародыш состоит уже из нескольких клеток, одну у него отбирают для генетического анализа.
Если оказалось, например, что в зародыше есть опасная мутация, которая не даст будущему ребёнку ни единого шанса прожить более-менее долго, то такой зародыш отбраковывают. Если же зародыш генетически здоров, его имплантируют в матку, и дальше он развивается в организме матери. Собственно, экстракорпоральное оплодотворение часто и предпринимают как раз тогда, когда есть большой риск того, что у ребёнка проявится опасная мутация, «замаскированная» у его родителей.
В общем-то, точно так же можно сортировать зародыши и по другим генам. Но, как пишут в Cell исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме, Афинского национального университета им. Каподистрии и других научных центров, если вы хотите получить таким образом ребёнка, который окажется более высоким или более умным, вы мало что выиграете. Авторы работы анализировали ДНК реальных людей, совмещая попарно ДНК потенциальных отцов с ДНК потенциальных матерей и с помощью компьютерных алгоритмов, пытаясь понять, каков будет генетический портрет их потенциальных детей. От каждой пары моделировали по 10 виртуальных эмбрионов, и каждый эмбрион проверяли на участки ДНК, влияющие на рост, и на гены, которые, как считается, как-то связаны с уровнем интеллекта.
Тут самое время сказать, что в нашем геноме с ростом в той или иной мере связаны несколько сотен участков ДНК (это не только гены, но и разнообразные регуляторные последовательности, которые влияют на активность генов). Так что если мы хотим предсказать рост по ДНК, нужно составлять полигенную шкалу, которая будет учитывать роль каждого гена.
Теперь нужно вспомнить, что при формировании половых клеток ДНК сильно перетасовывается, и генетические портреты разных сперматозоидов у одного и того же мужчины и разных яйцеклеток у одной и той же женщины будут отличаться. Когда ДНК половых клеток соединится при оплодотворении, то у одного зародыша, конечно, получится набор «генов роста», которые сделают его повыше, а другой, наоборот, окажется пониже. Но если учесть количество участков ДНК, которые влияют на рост, то из десяти зародышей самый высокий в среднем будет всего на три сантиметра выше остальных. Что до IQ, то самый умный будет всего на три единицы умнее остальных. Причина таких скромных цифр – большое число генов, влияющих на рост и интеллект, и сам процесс перетасовки ДНК в ходе полового процесса.
Более того, такие предсказания, даже опирающиеся на полигенную шкалу, грешат большой неточностью. Авторы работы использовали свой метод на двадцати восьми реальных семьях, в которых были взрослые дети, братья и сёстры. У всех в семье анализировали ДНК и сравнивали теоретическую оценку роста с реальным положением дел. По генам можно было понять, кто будет выше, кто ниже, но реальные цифры отличались от предсказанных, и, кроме того, реальные цифры были более неопределёнными.
Например, в какой-то семье самый высокий ребёнок оказывался выше на 10 см. Но и сама модель расчёта роста по генам, по словам исследователей, подразумевала, что могут быть отклонения на 5–10 см – то есть рост самого высокого ребёнка придётся оценивать с учётом того, что он в реальности может оказаться на 5–10 см выше или ниже. Для IQ отклонение составило 20 единиц – то есть к тем трём пунктам, рассчитанным по полигенной шкале, в реальности могут добавиться – или отняться – ещё двадцать.
Иными словами, даже если у вас есть настоящий зародыш с прочитанными генами, вы вряд ли сумеете угадать, какого он будет роста и с каким IQ. Кстати, насчёт генетического предсказания интеллекта можно вспомнить сравнительно недавнюю работу в Molecular Psychiatry, о которой мы писали в апреле – её авторы пришли к выводу, что отличия в генах позволяют предсказать максимум 11% разницы в интеллектуальном развитии среди подростков.
С одной стороны, тут можно говорить о том, что мы ещё не знаем всех генов (но скоро узнаем), и наши алгоритмы для расчётов ещё не вполне совершенны (но скоро станут совершенны), и в перспективе точность предсказаний станет выше. Но с другой стороны, вполне может быть так, что когда речь идёт о росте и интеллекте, гены сложным образом взаимодействуют с тем, что вообще происходит в организме и вокруг него, и чтобы рассчитать по генам рост и интеллект, нужно сразу рассчитать заодно всю жизнь человека – или, по крайней мере, какую-то её часть.
Впрочем, всё это не отменяет того, что у нас есть гены, мутации в которых однозначно приводят к тяжёлым болезням, и вот как раз такие гены вполне можно вычислять с помощью новейших биомедицинских методов.
При экстракорпоральном оплодотворении слияние генетического материала отца с генетическим материалом матери происходит в буквальном смысле в пробирке.
Медицинские успехи молекулярной биологии волей-неволей наводят на мысль, что с её помощью мы уже сейчас вполне можем конструировать генетический портрет будущих детей. Речь не только о том, чтобы с помощью генетического редактирования избавить эмбрион от опасных мутаций – подобно тому, как это было сделано с взрослыми людьми, страдающими от генетических болезней крови. Речь ещё и о том, чтобы заранее узнать, какого роста будет будущий ребёнок, какой у него будет уровень интеллекта – и, может быть, по возможности подправить эти гены или же вообще сделать новый, более удачный зародыш.
Такие вещи вполне возможны при экстракорпоральном оплодотворении, когда оплодотворение и самые первые этапы развития эмбриона происходят в буквальном смысле в пробирке, в специальном инкубаторе и специальной среде. Оплодотворённое яйцо начинает делиться, и когда зародыш состоит уже из нескольких клеток, одну у него отбирают для генетического анализа.
Если оказалось, например, что в зародыше есть опасная мутация, которая не даст будущему ребёнку ни единого шанса прожить более-менее долго, то такой зародыш отбраковывают. Если же зародыш генетически здоров, его имплантируют в матку, и дальше он развивается в организме матери. Собственно, экстракорпоральное оплодотворение часто и предпринимают как раз тогда, когда есть большой риск того, что у ребёнка проявится опасная мутация, «замаскированная» у его родителей.
В общем-то, точно так же можно сортировать зародыши и по другим генам. Но, как пишут в Cell исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме, Афинского национального университета им. Каподистрии и других научных центров, если вы хотите получить таким образом ребёнка, который окажется более высоким или более умным, вы мало что выиграете. Авторы работы анализировали ДНК реальных людей, совмещая попарно ДНК потенциальных отцов с ДНК потенциальных матерей и с помощью компьютерных алгоритмов, пытаясь понять, каков будет генетический портрет их потенциальных детей. От каждой пары моделировали по 10 виртуальных эмбрионов, и каждый эмбрион проверяли на участки ДНК, влияющие на рост, и на гены, которые, как считается, как-то связаны с уровнем интеллекта.
Тут самое время сказать, что в нашем геноме с ростом в той или иной мере связаны несколько сотен участков ДНК (это не только гены, но и разнообразные регуляторные последовательности, которые влияют на активность генов). Так что если мы хотим предсказать рост по ДНК, нужно составлять полигенную шкалу, которая будет учитывать роль каждого гена.
Теперь нужно вспомнить, что при формировании половых клеток ДНК сильно перетасовывается, и генетические портреты разных сперматозоидов у одного и того же мужчины и разных яйцеклеток у одной и той же женщины будут отличаться. Когда ДНК половых клеток соединится при оплодотворении, то у одного зародыша, конечно, получится набор «генов роста», которые сделают его повыше, а другой, наоборот, окажется пониже. Но если учесть количество участков ДНК, которые влияют на рост, то из десяти зародышей самый высокий в среднем будет всего на три сантиметра выше остальных. Что до IQ, то самый умный будет всего на три единицы умнее остальных. Причина таких скромных цифр – большое число генов, влияющих на рост и интеллект, и сам процесс перетасовки ДНК в ходе полового процесса.
Более того, такие предсказания, даже опирающиеся на полигенную шкалу, грешат большой неточностью. Авторы работы использовали свой метод на двадцати восьми реальных семьях, в которых были взрослые дети, братья и сёстры. У всех в семье анализировали ДНК и сравнивали теоретическую оценку роста с реальным положением дел. По генам можно было понять, кто будет выше, кто ниже, но реальные цифры отличались от предсказанных, и, кроме того, реальные цифры были более неопределёнными.
Например, в какой-то семье самый высокий ребёнок оказывался выше на 10 см. Но и сама модель расчёта роста по генам, по словам исследователей, подразумевала, что могут быть отклонения на 5–10 см – то есть рост самого высокого ребёнка придётся оценивать с учётом того, что он в реальности может оказаться на 5–10 см выше или ниже. Для IQ отклонение составило 20 единиц – то есть к тем трём пунктам, рассчитанным по полигенной шкале, в реальности могут добавиться – или отняться – ещё двадцать.
Иными словами, даже если у вас есть настоящий зародыш с прочитанными генами, вы вряд ли сумеете угадать, какого он будет роста и с каким IQ. Кстати, насчёт генетического предсказания интеллекта можно вспомнить сравнительно недавнюю работу в Molecular Psychiatry, о которой мы писали в апреле – её авторы пришли к выводу, что отличия в генах позволяют предсказать максимум 11% разницы в интеллектуальном развитии среди подростков.
С одной стороны, тут можно говорить о том, что мы ещё не знаем всех генов (но скоро узнаем), и наши алгоритмы для расчётов ещё не вполне совершенны (но скоро станут совершенны), и в перспективе точность предсказаний станет выше. Но с другой стороны, вполне может быть так, что когда речь идёт о росте и интеллекте, гены сложным образом взаимодействуют с тем, что вообще происходит в организме и вокруг него, и чтобы рассчитать по генам рост и интеллект, нужно сразу рассчитать заодно всю жизнь человека – или, по крайней мере, какую-то её часть.
Впрочем, всё это не отменяет того, что у нас есть гены, мутации в которых однозначно приводят к тяжёлым болезням, и вот как раз такие гены вполне можно вычислять с помощью новейших биомедицинских методов.
Материал взят: Тут