И почему “против”? Глупо думать, что природа должна быть против воспитания, когда речь идет о человеческих свойствах. Мы знаем (хотя Гальтон и его современники этого не знали), что некоторые признаки (такие как тип ушной серы) полностью наследственные, другие (например, особенности произношения) полностью ненаследственные, но большинство характеристик находятся где-то посередине. Что еще важнее, мы знаем, что природа и воспитание сложно взаимодействуют, определяя те или иные признаки: чтобы получить симптомы фенилкетонурии, нужно не только унаследовать две сломанные копии соответствующего гена, но и есть пищу, богатую фенилаланином. Точно так же невозможно раскрыть полностью свой генетически определенный потенциал роста, если человек плохо питается или хронически инфицирован. Если вы родились с талантом спортсмена, то с большей вероятностью будете искать возможность заниматься спортом и улучшите свои навыки тренировками. Противопоставление “природы” и “воспитания” просто неверно.

Но больше всего у меня свербит от ужасного слова “воспитание”. Оно описывает, как вас растили родители – заботились и защищали в детстве (или не сумели этого сделать). Но, конечно, это лишь малая часть ненаследственного происхождения признаков. Как мы узнаем в этой главе, более корректный термин – “опыт”, который я использую в самом широком смысле. Не только социальный опыт, не только события, отложившиеся в памяти, а каждый фактор, повлиявший на вас, от момента оплодотворения яйцеклетки и до последнего вздоха. Этот опыт начинается еще до того, как эмбрион прикрепляется к матке, и включает в себя все – от того, чем питалась мать, когда носила вас в утробе, до притока гормонов стресса, которые выработались у вас в первый день на первой настоящей работе.

Есть еще один важный фактор, не являющийся ни наследственным, ни приобретенным опытом. Это случайная природа развития, в особенности касающаяся сборки мозга и его 500 трлн связей. Случайность развития – важный фактор проявления признаков, которые мы измеряем в близнецовых исследованиях, в части индивидуальной среды. Сборкой мозга в целом руководит геном, но этот процесс не однозначно определен на мельчайших уровнях анатомии и функций клеток. Геном – не детальный поклеточный чертеж для развития организма и мозга, а, скорее, примерный рецепт, записанный на обороте счета за электричество. Геном не говорит: “Эй, ты, нейрон № 2 345 763 с глутаматным рецептором! Отрасти аксон назад на 123 микрона, а потом резко сверни налево, в другое полушарие мозга”. Указания, скорее, напоминают что-то вроде: “Эй, вы, кучка нейронов с глутаматными рецепторами! Отрастите свои аксоны немного назад, а потом примерно половина из вас пусть сделает резкий поворот налево, к другому полушарию мозга. А остальные аксоны повернут направо”. Генетические инструкции для развития неконкретны. По мере развития однояйцевых близнецов у одного из них сделают левый поворот 40 % аксонов, а у другого – 60 %. Пример касается мозга, но тот же принцип относится ко всем органам. Именно по этой причине однояйцевые близнецы с одинаковой ДНК и почти идентичной средой в утробе рождаются с не совсем одинаковыми телами, отличаются мозгом и темпераментом. Это значит, что индивидуальность – не просто итог борьбы “природы” и “воспитания”, а скорее результат наследственности, взаимодействующей с опытом и прошедшей через фильтр случайности развития. Не так красиво звучит, зато правда. Теперь мы получили общее представление о молекулярных механизмах, с помощью которых взаимодействуют наследственность, опыт и случайность развития, делая нас уникальными. Позвольте мне о них рассказать.

■ ■ ■

Почти каждая клетка вашего тела содержит полный геном – все 19 000 генов плюс длинные участки ДНК между ними[41]. Но в каждой клетке лишь некоторое число этих генов активируется, чтобы запустить создание белка – процесс, называемый экспрессией гена. И если задуматься, это вполне объяснимо. Вы же не хотите, чтобы в клетках, формирующих волосяные луковицы у вас на голове, вдруг включились гены, производящие инсулин, а клетки поджелудочной железы отрастили волосы. В большинстве клеток нервной системы – нейронах, работающих с помощью электрических импульсов, – происходит экспрессия около 13 000 генов. Из них около 7000 выполняют общие клеточные функции, их экспрессия происходит и в большинстве других клеток организма. Экспрессия примерно 400 генов проходит в нейронах гораздо активнее, чем в других клетках. При этом некоторые специализированные гены активируются в разных тканях. Например, и нейроны, и клетки сердечной мышцы электрически активны, так что в них происходит экспрессия определенных генов, которые необходимы, чтобы генерировать электрическую активность.

Нетрудно подсчитать, что около 6000 генов в нейронах никогда не экспрессируются[42]. Есть несколько способов отключить гены, чтобы они не могли заниматься синтезом белков. При самом долговременном по всей длине гена в цепочке ДНК прикрепляются компактные химические соединения – метильные группы (– CH3)[43]. Они блокируют возможность считывать информацию с гена. Гены, экспрессия которых никогда не происходит в клетке того или иного типа, выключаются именно таким механизмом – метилированием ДНК.

В дополнение к генам, всегда молчащим в клетках определенного типа, есть и другие, которые могут быть как отключены, так и включены в нужное время. Например, в детстве включаются гены, связанные с ростом, – в мышцах, костях и хрящах, но они отключаются, как только ребенок перестает расти. Другие гены включаются и отключаются на более коротких временны́х промежутках. Многие гены в нейронах и других тканях включаются каждую ночь и отключаются днем (или наоборот), а еще больше генов активируются на несколько минут в ответ на ту или иную электрическую активность в нервной системе или повышение уровня гормонов.

Кратковременные циклы экспрессии генов контролируются разными механизмами. Один включает модификацию белков, называемых гистонами, вокруг которых закручиваются нити ДНК. Присоединение к гистону различных химических соединений позволяет ДНК развернуться, а это первый необходимый шаг для экспрессии гена. Другие химические группы могут предотвратить разворачивание ДНК и таким образом блокируют экспрессию гена. Еще один регулирующий механизм связан с белками под названием “факторы транскрипции”, которые связываются с участком ДНК рядом с началом гена и таким образом включают экспрессию гена. Во многих случаях для запуска процесса экспрессии и создания белка генам требуются несколько факторов транскрипции, работающих совместно[44]. Регуляция экспрессии генов с помощью факторов транскрипции или благодаря присоединению различных химических групп к ДНК или гистонам называется эпигенетикой. Самое главное здесь, что ни один из этих механизмов не может изменить основополагающую последовательность A, C, T и G. Вот почему это называется эпигенетикой, а не генетикой.