Один абзац из книги Докинза, на который сначала не обратили особого внимания, кажется мне весьма важным. Докинз пишет следующее:

«Половое размножение – не единственный кажущийся парадокс, который становится менее запутанным, как только мы подходим к нему с позиций эгоистичного гена. Кажется, например, что организмы содержат в себе гораздо больше ДНК, чем это им необходимо: значительная часть ДНК никогда не транслируется в белок. С точки зрения индивидуального организма это представляется парадоксальным. Если “предназначение” ДНК состоит в том, чтобы надзирать за построением организма, то очень странно, что значительная ее часть не принимает в этом участия. Биологи ломают себе голову, пытаясь понять, какую полезную функцию несет эта, казалось бы, избыточная ДНК. Однако с точки зрения самих эгоистичных генов в этом нет никакого парадокса. Истинное “предназначение” ДНК состоит в том, чтобы выжить – не больше и не меньше. Проще всего объяснить наличие избыточной ДНК, предположив, что это некий паразит или в лучшем случае неопасный, но бесполезный пассажир, попросивший подвезти его в машине выживания, созданной остальной ДНК».

Одним из тех, кто обратил внимание на это высказывание и начал его обдумывать, был химик из Института Солка в Калифорнии Лесли Оргел. Он сообщил об этом Фрэнсису Крику, а тот, в свою очередь, отразил эту информацию в статье об удивительном открытии «расщепленных генов»: большинство генов растений и животных содержат длинные последовательности ДНК (интроны), которые вырезаются после транскрипции. Затем Крик и Оргел написали статью, в которой объясняли роль избыточной ДНК в рамках теории эгоистичного гена. К аналогичному выводу в это же время пришли молекулярные биологи из Канады Форд Дулиттл и Кармен Сапиенца. Сапиенца, в частности, писала: «Последовательности, единственной “функцией” которых является самосохранение, неизбежно возникают и сохраняются [в геноме]». Эти две статьи были опубликованы одновременно в 1980 г.

Выходит, что Докинз был прав. Что же предсказывает его теория? Что избыточная ДНК обладает способностью удваиваться и встраиваться в хромосомы. Эврика! В человеческом геноме содержится ген обратной транскриптазы – фермента, в котором человеческий организм нуждается очень слабо или не нуждается вовсе и основная функция которого заключается в распространении ретровирусов. Однако в геноме содержится больше полных и частичных копий этого гена, чем всех остальных человеческих генов вместе взятых. Почему? Потому что обратная транскриптаза – важнейшая часть любой ДНК, которая может копировать саму себя и распространять свои копии по геному. Это паразитическая ДНК. Большинство из ее копий сегодня неактивны, а некоторые используются для благих дел – помогают в регуляции генов или связывании белков. Но они содержатся в геноме просто по той причине, что они там оказались.

«Небесный крюк» в данном случае – нечто вроде локковского способа мышления: благо для человека – это благо для человеческого тела. Проницательный Докинз продемонстрировал возможность мыслить иначе – с точки зрения того, как ведет себя ДНК, если ей это позволено. Примерно половину генома человека составляют так называемые подвижные элементы, использующие обратную транскриптазу. Вот самые известные из них: LINE (17 % генома), SINE (11 %) и LTR ретротранспозоны (8 %). «Настоящие» гены, напротив, составляют лишь 2 % генома. Транспозоны занимаются тем, что воспроизводят себя, и у нас не осталось ни капли сомнения в том, что это генетические паразиты (почти полностью инертные). Они находятся здесь совсем не из-за того, что нужны организму.

Здесь имеет место близкая аналогия с компьютерными вирусами, которых еще не было в тот момент, когда Докинз сформулировал концепцию генетических паразитов. Транспозоны одного вида, SINE, по-видимому, являются паразитами паразитов, поскольку используют для распространения другие, более длинные последовательности. Предпринимаются героические попытки объяснить их существование (например, предполагается, что они обеспечивают разнообразие геномов, которое когда-нибудь может породить полезную новую мутацию), но истина заключается в том, что гораздо чаще они случайным образом нарушают последовательности генов.

Понятно, что такие эгоистичные последовательности ДНК могут распространяться в геноме лишь по той причине, что небольшая часть генома осуществляет гораздо более конструктивную работу – строит тело, которое растет, обучается и адаптируется к своему физическому и социальному окружению, привлекает партнера и производит потомство. И тут эгоистичная ДНК заявляет: «Большое спасибо, теперь мы можем занять еще и половину генома ребенка».

В настоящий момент не существует другого объяснения столь невероятно высокого содержания транспозонов в человеческой ДНК, кроме как с помощью теории эгоистичной ДНК. Пока нет никакой другой теории, которая бы соответствовала наблюдаемой картине. Однако критики традиционно отвергают, поносят и «хоронят» данную теорию. Их излюбленным козлом отпущения является выражение «мусорная ДНК» («junk DNA»). Почти невозможно найти статью на данную тему, в которой с удивительной страстью не терзалось бы «дискредитированное» утверждение о том, что часть ДНК в геноме является бесполезной. В 1992 г. Юрген Брозиус и Стивен Джей Гулд писали: «Мы долгое время чувствовали, что теперешнее неуважительное (в профессиональном смысле) использование таких терминов, как “мусорная ДНК” и “псевдогены”, маскировало важнейшую эволюционную концепцию о том, что не использующиеся в настоящий момент признаки могут быть чрезвычайно важны в эволюционном плане в качестве источника будущих изменений». Каждый раз, когда я пишу на эту тему, меня забрасывают наставлениями, порицающими «заносчивость» ученых, осмеливающихся отвергать неизвестные функции ДНК. Мой ответ таков: функции для чего? Для работы организма в целом или для самой последовательности?

Наставительный тон высказываний, касающихся «так называемой» «мусорной ДНК», можно услышать повсеместно. Людям это выражение кажется оскорбительным. Они чувствуют себя ужасно, как защитники веры; это тот самый вариант развития событий снизу вверх, который им так не нравится. Однако, как я покажу далее, выражения «эгоистичная ДНК» и «мусорная ДНК» – очень точные метафоры. Мусор, между прочим, бывает разный.

Из-за чего, в сущности, весь шум? Как я заметил выше, в 1960-х гг. биологи начали замечать, что в клетке содержится намного больше ДНК, чем требуется для производства всех клеточных белков. Даже при невероятно завышенной, как оказалось, оценке числа генов в геноме человека (сначала считалось, что их более 100 тыс., а теперь известно, что их около 20 тыс.) гены и их регуляторные последовательности составляют лишь несколько процентов всей массы ДНК в хромосомах, по крайней мере у млекопитающих. У человека менее 3 % всей ДНК входит в состав генов. Хуже того, выясняется, что человек имеет не самый большой геном или самое большое содержание ДНК. У каких-то ничтожных простейших, репчатого лука и саламандры геномы куда крупнее. Геном кузнечика в три раза больше человеческого, а геном двоякодышащей рыбы – в сорок раз больше! Это загадочное явление, известное под таинственным названием с-парадокс, занимало умы самых выдающихся ученых современности. Один из них, Сусуму Оно, придумал термин «мусорная ДНК», утверждая, что большая часть ДНК не подвергается естественному отбору, то есть, возможно, не отбирается в ходе эволюции для соответствия функции организма в целом.

Но ведь Оно не назвал эту ДНК «помойной». Как позднее заметил Сидней Бреннер, мусор, или хлам, бывает разным: это могут быть помои, которые больше никак не используются и должны быть выброшены, а иначе стухнут, а могут быть старые вещи, которые не представляют опасности, хранятся на чердаках и, возможно, в один прекрасный день окажутся востребованными. Помои мы сбрасываем в помойные баки, а старые вещи храним на чердаке или в гараже.

И все же сопротивление идее избыточной, лишней ДНК постепенно нарастало. По мере сокращения расчетного числа человеческих генов в 1990-х и 2000-х гг. усиливалось печальное осознание того, что остальная часть генома не нужна (организму в целом). Простота человеческого генома не нравилась тем, кто предпочитал видеть в человеке самое сложное существо на планете. Концепцию «мусорной ДНК» необходимо было разрушить. Казалось, спасением стало открытие генов РНК и многочисленных контрольных последовательностей, регулирующих активность генов. Когда выяснилось, что кроме 5 % генов, специфическим образом защищенных от изменений (то есть одинаковых у человека и родственных видов), существуют еще 4 %, которые тоже несли на себе признаки отбора, престижный журнал Science торжественно объявил: «Мусорной ДНК больше не существует». Непонятно только, куда девался 91 % ДНК?