Мусорная ДНК — от тормоза науки до причины заболеваний

Автор: Пекка Рейникайнен (англ. Pekka Reinikainen) 
Источник: creation.com 
Перевод: Елена Бондаренко 
Редактура: Владимир Силенок, Катерина Савченко

Фото: ©iStock.com/BlackJack3D

Термин «мусорная ДНК» стал популярным в 1960-х годах. Его использовали, чтобы поддерживать концепцию неодарвинизма, поскольку широко известно, что рецессивные мутации беспрестанно накапливаются в многоклеточных организмах, размножающихся половым путем. Это происходит потому, что многие почти нейтральные рецессивные мутации естественный отбор «не видит» и, таким образом, только некоторые из них устраняются. До 2012 года считалось, что до 98,5% генома человека — это нефункциональный, мутационный мусор, накопившийся за миллионы лет эволюции. А те 1-2% нашей ДНК, которые  кодируют белки, использовались, чтобы поддерживать эту идею. В 1976 году Ричард Докинз резюмировал эту точку зрения в своей книге «Эгоистичный ген»:

«Истинная «цель»ДНК — выжить, не больше и не меньше», — писал он.

«Самый простой способ объяснить избыток ДНК — предположить, что это паразит или, в лучшем случае, безобидный, но бесполезный пассажир, путешествующий в машине для выживания, созданной другой ДНК».^[1]

Год за годом эту точку зрения повторяли другие исследователи. Эксперт по происхождению жизни Лесли Оргел (Leslie Orgel) и Фрэнсис Крик (один из соавторов открытия структуры ДНК) заявили в 1980 году: «Большая часть ДНК высших организмов немногим лучше мусора, и ее можно сравнить с распространением не слишком вредного паразита внутри своего хозяина».^[2] А биолог-эволюционист Дуглас Футуйма (Douglas Futuyma) заявил в 2005 году: «Только дарвиновская эволюция может объяснить, почему геном полон «ископаемых» генов».^[3]

В конце концов вера в то, что большая часть ДНК является бесполезными остатками (или следами) эволюции, в целом пропитала широкую публику; генетик Френсис Коллинз (Francis Collins), отстаивая идею эволюции, особенно повлиял на продвижение идеи мусорной ДНК в своей популярной книге 2006 года «Язык Бога»; хотя с тех пор он отказался от своих заявлений о мусорной ДНК.^[4]

В своей недавней книге «Еретик» биохимик Матти Лейсола (Matti Leisola)  рассказывает о встрече со студентами из Фрибурского университета, когда он читал лекцию в 2008 году в Швейцарии о проблемах эволюции на молекулярном уровне. Основное возражение некоторых из них, высказанное с большой уверенностью, заключалось в том, что мусорная ДНК доказывает эволюцию — и точка.^[5] Если она и вправду имела место, то ДНК действительно была бы насыщена остатками от неудачных попыток экспериментирования по  производству новых ферментов и функций. Однако маловероятно, чтобы что-то новое могло возникнуть в результате экспериментов с существующими функциями. То, что почти вся ДНК, как теперь известно, является функциональной, снова возвращает генетическую энтропию на повестку дня и поддерживает идею недавнего творения.

Это доказательство эволюции было окончательно искоренено (или, по крайней мере, должно было быть) после публикаций первых результатов проекта ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements, или Энциклопедия элементов ДНК) в 2012 году.^[6] Было продемонстрировано, что подавляющее большинство генома человека функционально. Следовательно, «мусорная ДНК» — это далеко не бесполезные остатки рецессивных мутаций из прошлого, как утверждают материалистические модели. Эта не кодирующая белок ДНК указывает, как использовать другую информацию в геноме, и выполняет регуляторную функцию для генов, кодирующих белок.

Мусорная ДНК помогает ученым лучше понять, как геном человека влияет на его здоровье

В настоящее время становится очевидным, что многие заболевания связаны с мутациями в не кодирующей белок ДНК, и лишь некоторые редкие болезни могут быть связаны непосредственно только с генами (кодирующими последовательностями). Например, причины развития различных форм рака и аутизма могут быть связаны с не кодирующей ДНК вне генов. Это значительно влияет на будущие расходы на здравоохранение, а также понимание механизмов развития болезни.

Всё это заблуждение о мусорной ДНК мешало медицинским исследованиям в течение более 40 лет! А ведь мы отчаянно нуждаемся в стимулировании разработок новых медицинских методов для профилактики и лечения заболеваний. Именно в некодирующей ДНК находятся «переключатели», которые регулируют работу до 80% генома.

Доказывает ли это разумный замысел?

Существует четыре основных типа мусорной ДНК (то есть некодирующей ДНК). Интроны — внутренние участки ДНК в генах, копии которых удаляются, когда ДНК транскрибируется в мРНК перед началом синтеза белка. «Псевдогены» — предположительно, являются генами, которые были инактивированы в результате мутаций. Сателлитная ДНК — это короткие повторы нуклеотидных последовательностей. А также диспергированные повторы — это более длинные повторяющиеся последовательности, в основном состоящие из «мобильных элементов» ДНК.

Вопреки дарвиновским утверждениям, недавние научные открытия показали, что этот «мусор» управляет производством регуляторных молекул РНК, которые, в свою очередь, контролируют использование участков ДНК, кодирующих белок. Они имеют множество функций, таких как регуляция репликации и транскрипции ДНК, влияют на правильную укладку и структуру хромосом, контролируют процессинг РНК, коррекцию и сплайсинг, а также регулируют процесс трансляции, регулируют эмбриологическое развитие и репарацию ДНК. Они помогают бороться с болезнями.

Мусорная ДНК скрепляет геном!

Исследователи из Института наук о жизни (Life Sciences Institute) Мичиганского университета и Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) определили, как сателлитная ДНК, ранее считавшаяся «мусорной ДНК», играет ключевую роль в сохранении целостности генома. Их выводы, опубликованные недавно в журнале eLife, показывают, что этот генетический «мусор» выполняет жизненно важную функцию по обеспечению правильной укладки хромосом внутри клеточного ядра, что важно для выживания клетки.^[7]

Все или ничего!

Согласно неодарвинизму, новая биологическая информация создается путем мутационных проб и ошибок. Но почему же нефункциональная ДНК должна накапливаться в геномах эукариотических организмов, если она бесполезна? Почему естественный отбор не избавился от этого груза бесполезного копирования? С другой стороны, креационистская модель биологии предсказывает, что последовательности, не кодирующие белки, должны выполнять некоторую биологическую функцию. Другая очевидная проблема для неодарвинизма состоит в том, что жизнеспособному организму нужно, чтобы все биологические функции в нём присутствовали одновременно и работали безупречно.

Фактически, принятие идеи сотворения (креационизма) поощряет научные исследования. Если организмы сконструированы Создателем, ожидаемо, что большая часть или вся их ДНК будет функциональной. Это побуждает исследователей искать функциональность в так называемой «мусорной ДНК». В настоящее время идет гонка: кто сможет найти наибольшее количество функций в тех частях ДНК, которые ранее считались эволюционным мусором? ^[8]

Обнаружение функций для мусорной ДНК — реальная угроза неодарвинизму

Концепция генома как сложной информационной системы представляет собой экзистенциальную угрозу современной эволюционной теории в целом и, в частности, предсказательной способности неодарвинизма относительно так называемой «мусорной ДНК». Экспериментальная наука противоречит им. Неодарвинисты обычно признают, что процесс эволюции методом проб и ошибок случайных мутаций и естественного отбора обречен на образование большого количества ненужного материала — мусорной ДНК. Утверждалось, что ДНК — это в основном мусорные последовательности, накопленные за миллионы лет эволюционных проб и ошибок. Хотя некоторые биологи предостерегали от предположения, будто этот генетический материал является бесполезным мусором, но идея быстро распространилась через научные журналы и учебники как важное доказательство слепой эволюции, идущей путём проб и ошибок.^[4] А сейчас мусорная ДНК превратилась из врага креационизма в главный «генетический сетевой коммутатор» Создателя.

Ссылки и примечания

1. Dawkins, C.R., The Selfish Gene, Oxford University Press, Oxford, UK, p. 47, 1976.
2. Orgel, L.E. & Crick, F.H.C., Selfish DNA: the ultimate parasite, Nature 284:604–607, 17 April 1980; nature.com |doi:10.1038/284604a0.
3. Futuyma, D.J., Evolution, Sinauer Associates, MA, USA, pp. 48–49, 2005.
4. Klinghoffer, D., On junk DNA claim, Francis Collins walks it back, admitting ‘hubris’, evolutionnews.org, 19 July 2016. This is discussed in: Carter, R., Reading evolution into the Scriptures, Journal of Creation 31(2):41–46, August 2017; creation.com/adam-and-the-genome-review.
5. Leisola, M. & Witt, J., Heretic: One Scientist’s journey from Darwin to Design, Discovery Institute Press, USA, 2018.
6. Отчёт пилотного проекта консорциума учёных ENCODE был опубликован пятью годами ранее 3 июля 2007 г.; см. creation.com/astonishing-dna-complexity-update, 3 July 2007.
7. Scientists discover a role for ‘junk’ DNA, sciencedaily.com, 11 April 2018; accessed 21 November 2019.
8. Junk DNA; allaboutscience.org; accessed 21 November 2019.