Файл: Реферат роль генетики в персонализированной медицине история и основные проблемы современного этапа екатеринбург, 2021.docx
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 36
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Явление генетического детерминизма
Многие современные ученые думают, что современная наука давно оставила генетический детерминизм позади, и что никто из них не подвержен его коварному влиянию. Однако обычно это не так. Генетический детерминизм существует и сегодня, (Выражение для научного текста (да и вообще) как-то не очень. Можно быть очень живучим, например. Или очень жизнеспособным.) хотя его проницаемость и выразительность различаются. С одной стороны, отношение неоднородно, и разные области науки и общества различаются по степени привязанности к генетически детерминированным представлениям; с другой стороны, существует множество проявлений генетического детерминизма, от грубого до безобидного, хотя сегодня преобладают в основном более мягкие формы.
Самая грубая версия гласит, что гены полностью определяют черты организма, хотя со стороны детерминистов можно сказать – гены есть причина всему в живом организме. Эта форма генетического детерминизма часто признается даже в современном мире, но даже среди специалистов бывают исключения. Например, один из выдающихся генетиков современного мира Р. Левонтин открыто заявил, что считает нас рабами наших генов [25].
Глаголы, используемые в технической литературе для описания того, что «делают» гены: «раскрывают», «определяют», «контролируют», «регулируют», «определяют» и «инструктируют» [26]. Окружающая среда, напротив, описывается гораздо менее целенаправленно. Она «побуждает» или «влияет», или просто «изменяется» или «колеблется» [27]. Генетические причины навязывают структуру и порядок живой материи, тогда как негенетические причины обычно рассматриваются как проводники случайности.
Также широко распространены некоторые частные фразы. Одина из них - «ген X», где X - некоторая особенность, возможно, заболевание. Другая - исключительное использование термина «предрасположенность» в связи с генами, но не, например, с окружающей средой. Таким образом, например, существует «генетическая предрасположенность» к шизофрении, но не экологическая.
Другая часто встречающаяся фраза - «путь от генотипа к фенотипу» и связанные метафоры, такие как «генетическая основа» [28, 29, 30]. Эти выражения подразумевают, что гены являются отправной точкой организма, первичным двигателем, из которого причинность в онтогенезе исходит вовне пространства и вперед во времени. Этот образ создает впечатление привилегированной роли генов как источника признаков, никаких других причин развития не существует или сосуществуют, но не раздельно с геномом.
Самая стойкая разновидность генно-детерминированного языка уходит корнями в так называемую «информационную метафору» [31, 32, 33]. Это знакомое представление о генах как о носителях информации, закодированных инструкций, плана, рецепта или программы развития. Информационная метафора обеспечивает теоретическую основу для гено-детерминированных разговоров в науках о жизни с 1990-х годов [26, 34, 35]. То, что геном представляет собой филогенетически производную программу, содержащую инструкции для построения фенотипа, является причиной того, почему именно гены определяют характеристики фенотипа, а не окружающая среда. Окружающая среда в основном обеспечивает ряд «нормальных» условий, в которых генотип разворачивается, возможно, в соответствии с условной программой, предписывающей разные курсы развития для разных наборов сред [36]. Только в нерегулярной среде генетическая программа не сможет произвести нормальный фенотип [37]. Это, однако, не означает, что в таких случаях гены действительно кодируют аномальный фенотип: гены все еще содержат информацию и инструкции для нормального фенотипа, но эти инструкции неверно интерпретируются из-за неизлечимо нарушенного процесса развития. Информационная метафора делает гены уникально мощными, потому что они оба детально определяют организмы и гарантируют, что они построены в соответствии со спецификациями, включая все адаптивные черты, приобретенные в их эволюционном прошлом.
При изучении современных проявлений генетического детерминизма одно из наиболее важных наблюдений состоит в том, что генные детерминированные понятия могут сосуществовать и часто сосуществуют внутри одного и того же человека при явном отказе от других подобных представлений. Чаще всего грубый детерминизм явно отвергается, в то время как различные более мягкие формы могут сохраняться и проявляться при использовании определенных формулировок («ген для», «генетическая основа», «генетическая предрасположенность», «ген восприимчивости», «генетически контролируемый»).
Р. Докинз – яркий пример того, как кто-то занимает противоречивую позицию по отношению к генетическому детерминизму без какого-либо явного когнитивного диссонанса. Он неоднократно представлял себя ярым противником генетического детерминизма, говоря о взаимосвязи природы и становления человека [38]. В одной из своих книг «Величайшее шоу на Земле» (2009 г.) он вновь подчеркивает ложность генно-детерминированных взглядов, заявляя, что (авт. пер.) «ДНК. . . категорически не является планом (DNA… is emphatically not a bluprint)», и что (авт. пер.) «нет общего плана развития, плана архитектора. Развитие эмбриона и, в конечном итоге, взрослого человека регулируется местными правилами (there is no overall plan of development, no blueprint, no architect’s plan, no architect. The development of the embryo, and ultimately of the adult, is governed by local rules)». В то же время и на тех же страницах он развивает полномасштабный детерминированный взгляд на общий онтогенез (авт. пер.): «весь ход эмбрионального развития контролируется генами посредством сложной последовательности событий. Именно гены определяют последовательности аминокислот, которые определяют третичные структуры белков, … которые определяют химию клетки, что определяет … поведение клеток в эмбриональном развитии (the whole course of embryonic development is controlled, via an intricate sequence of events, by genes. It is genes which determine sequences of amino acids, which determine tertiary structures of proteins . . . which determine cell chemistry, which determine . . . cell behavior in embryonic development)» [39]. Р. Докинз утверждает, что ни гены, ни что-либо еще не определяют онтогенез, потому что нет центра управления, но при этом гены, тем не менее, определяют онтогенез, определяя все, начиная от последовательности аминокислот до структуры белка, молекулярных взаимодействий, поведения клеток и, в конечном итоге, полный фенотип. Кажется, он не замечает противоречия. С другой стороны, подобные внутренние несоответствия широко распространены, хотя, как правило, менее драматичны.
Про Докинза – это важно, в силу его популярности. Но отсутствие ссылок все портит. Похоже не на анализ его положений, а на слухи о Докинзе))
В целом, современный генетический детерминизм характеризуется своим неоднородным распределением, его существованием в различных степенях, его особой лексикой, его теоретической основой на языке информации и тем, что он подвержен только что описанному виду «двоемыслия». Его влияние сегодня может быть менее заметным, чем в предыдущие десятилетия, потому что существует, по крайней мере, поверхностная привычка отвергать его, но в подполье неотраженных идей он продолжает оказывать влияние на биологическое теоретизирование и на мировоззрение современного общества. В то же время он содержит мощные перспективы для биомедицины, потому что, если гены играют особую роль в прогнозировании, предотвращении и лечении болезней, это, скорее всего, проистекает из их предполагаемого детерминированного потенциала и их статуса в качестве основных двигателей.
Сильный наклон персонализированной медицины в сторону генетики - не что иное, как отражение давнего доминирования генетики в науках о жизни. В некотором смысле исследователи, приступающие к поискам персонализированной медицины, просто делают то, что делали всегда, другими словами, это просто прагматическая преемственность дисциплины. Но это еще не все, потому что доминирование генетики в биологии было обусловлено определенной теоретической точкой зрения, геноцентрическим взглядом на жизнь, который включает важные предположения о детерминантах характеристик организма, включая их стабильность, изменчивость и наследственность. В самой сильной форме эта точка зрения утверждает, что гены определяют наши черты на всех уровнях: биохимическом, физиологическом, морфологическом, поведенческом и психологическом.
Исторически сложилось так, что вера в привилегированную роль генов в онтогенезе восходит к древней идее о том, что «микробы» или семенная жидкость несут потенциал для создания органической жизни и определения ее формы. Врач семнадцатого века У. Харви, например, заявил, что все животные появляются из яиц (ex ovo omnia), и сравнил их с семенами, из которых прорастают растения [40]. В XVIII веке преобладала точка зрения преформизма, согласно которой структура и форма организма преобладали в зародыше, из которого он произошел, и материально реализовывались в его развитии. Форма каждого вида изначально была создана Богом и была неизменной и вечной. Он передавался в неизменном виде из поколения в поколение.
В XIX веке Бог как создатель вечной органической формы был отвергнут, но идея наследственно-развивающего потенциала продолжала процветать, и размышления о его материальной основе привели к различным предложениям: формирующие элементы Г. Менделя, геммулы Ч. Дарвина, идиоплазма К.В. Нагели, зародышевую плазму А. Вейсмана и пангены Х. Де Фриза [41]. Построение теории все больше стимулировалось исследованиями, выявляющими различные структуры внутри биологических клеток – ядро, цитоплазма, хромосомы – как возможных носителей наследственного материала. Это эмпирическое развитие продолжалось путем создания первых генетических карт, демонстрации наследственных, индуцированных рентгеновскими лучами мутаций генов, идентификации ДНК как «наследственной молекулы» и гипотезы «один ген – один фермент» и завершилось открытием его молекулярной структуры в 1953 г. [6, 42, 43, 44, 45]. Именно в этот момент генетика, похоже, наконец-то определила точную молекулярную природу гена. Именно тогда старый взгляд на преформизм, являющийся неким «отражением» редукционизма в период классической (ньютоновской) науки в биологии, вернулся к власти в новом, генетическом обличье.
Это рассуждение хорошо, но стоит упомянуть: подобная тенденция сведения сложности к какому-то одному фактору, основе, действующему агенту и т.п. в науке вообще широко распространена и имеет философское название – «установка редукционизма». Наиболее фундаментально редукционизм прописался в классической (ньютоновской) науке. Преформизм же явился своего рода его «отражением» в биологии.
-
Понятие информации в генетике
Концепция информации, разработанная в контексте коммуникационных технологий, была разработана американским инженером, криптоаналитиком и математиком К.Э. Шенноном. Благодаря своим трудам он считается «отцом информационного века». В 1948 году предложил использовать слово «бит» для обозначения наименьшей единицы информации (в статье «Математическая теория связи»). Кроме того, понятие энтропии было важной особенностью теории К.Э. Шеннона. Он продемонстрировал, что введённая им энтропия эквивалентна мере неопределённости информации в передаваемом сообщении. Статьи К.Э. Шеннона «Математическая теория связи» и «Теория связи в секретных системах» считаются основополагающими для теории информации и криптографии [46]. Клод Шеннон был одним из первых, кто подошёл к криптографии с научной точки зрения, он первым сформулировал её теоретические основы и ввёл в рассмотрение многие основные понятия. К.Э. Шеннон внёс ключевой вклад в теорию вероятностных схем, теорию игр, теорию автоматов и теорию систем управления — области наук, входящие в понятие «кибернетика» [47].
Нужно чуть больше информации: кто это, что за наука, как минимум инициалы
Многим генетикам «информация» казалась идеальным термином для определения различных ролей ДНК в репликации, транскрипции и трансляции. В 1958 году Ф. Крик внедрил эту концепцию в самое сердце молекулярной биологии, когда заявил в своей «центральной догме», что информация, под которой он имел в виду «точное определение последовательности», распространяется только от ДНК наружу, но не обратно внутрь [48]. Полный набор соответствий между триплетами оснований ДНК и аминокислотами был установлен к середине 1960-х годов, и разговоры о «генетическом коде» уже были повсеместными. Ясно, что возникла точка зрения, согласно которой ДНК – по крайней мере, ее части, кодирующие белки, – была центральным хранилищем, несущим информацию для определения многочисленных белков, которые выполняли всю тяжелую работу на периферии клетки.
Когда в 1961 году Ф. Джейкоб и Дж. Монод открыли lac-оперон, они существенно расширили роль генов, приписав им регуляторные функции в активации и деактивации структурных генов. Они ввели два прообраза: «план» для описания роли структурных генов и образ генетической «программы» для описания роли регуляторных генов. Генетическая программа должна была не только контролировать синтез белка, но и в то же время контролировать собственное исполнение [49]. Таким образом, геном рассматривался как саморегулирующийся субъект, достаточный для организации развертывания тех белков, которые отвечают за построение организма и определение его свойств. Простыми словами Ф. Крика: «ДНК создает РНК, РНК создает белок, белки создают нас» [48].
Выдающийся натуралист Э. Майр в 1961 году усилил метафору программы, добавив эволюционное измерение. Он объяснил генетическую программу – как продукт естественного отбора, воплощающий эволюционный «опыт» вида [51]. Грубо говоря, естественный отбор запрограммировал геном алгоритмами развития, необходимыми для того, чтобы выявить полный спектр адаптаций, приобретенных в прошлом.
Важнейшим аспектом использования «информации» в молекулярной биологии с самого начала является то, что, когда этот термин выполнял какую-либо объяснительную работу, он всегда был синонимом «инструкции» [35]. Генетический контроль развития подразумевал целенаправленную способность управлять и координировать клеточные компоненты в организованном живом существе. Выражая эту точку зрения в 1965 году, Дж. Боннер писал [51]:
«The time has come for direct attack upon the central problem of biology, the problem of how it is that a single cell, the fertilized egg, gives rise to an adult creature made of many different kinds of cells. This process, which we know as development . . . has remained a mystery because we have not heretofore under- stood enough about the nature of life itself. Today we do. We know that all cells contain the directions for all cell life, written in the DNA of their chromosomes, and that these directions include specification of how to make the many kinds of enzyme molecules by means of which the cell converts available substances into metabolites suitable for the making of more cells.»