Понад 60 років тому Френсіс Крік і Джеймс Вотсон відкрили подвійну спіральну будову молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти, або ДНК. Сьогодні за кошт підписки на Netflix ви можете секвенувати свою ДНК і дізнатися про своїх предків чи про те, які маєте природні схильності. Утім, незважаючи на те, що передача ДНК від батьків до дітей є біологічним фундаментом спадковості, ми усе ще дуже мало знаємо про конкретні гени, які роблять нас тими, ким ми є.
Це швидко змінюється завдяки широкому спектру досліджень людського геному (genome-wide association studies, GWAS). Ці дослідження знаходять відмінності в людських генах (генотипі), які пов’язані з відмінностями у зовнішніх характеристиках (фенотипі). В одному з GWAS, опублікованому в журналі Nature Genetics, команда науковців з усього світу проаналізувала послідовності ДНК 78 308 людей та визначила, як вони корелюють з інтелектом, обрахованим за допомогою тестів на IQ.
Основою дослідження стала ідентифікація однонуклеотидних поліморфізмів (SNP) та їхнього зв’язку з результатами IQ-тестів. ДНК присутня у більшості клітин тіла і складається з чотирьох молекул-нуклеотидів: цитозину (Ц), тиміну (Т), аденіну (А) та гуаніну (Г). Всередині послідовність Ц, Т, А і Г-елементів організована в структури, які називають хромосомами. Люди зазвичай мають 23 пари хромосом, кожна з яких успадкована від одного з батьків.
SNP – це нуклеотид в конкретному хромосомному регіоні, який може відрізнятися у людей. Наприклад, в однієї людини в певній ділянці хромосоми може бути нуклеотидний триплет ТАЦ, а в іншої ТЦЦ. Завдяки цим відмінностями люди можуть мати фенотипні відмінності, зокрема в інтелекті. Гени, своєю чергою, складаються з набагато довших нуклеотидних послідовностей і відіграють роль інструкцій для виробництва білків — базових будівничих блоків життя.
З понад 12 млн проаналізованих SNP вчені виявили 336, які суттєво корелюють з інтелектом і містяться у 22 окремих генах. Один з цих генів, наприклад, брав участь в регуляції росту нейронів, а інший був пов’язаний з порушеннями в розвитку мозку. Разом виявлені SNP зумовлювали 5% відмінностей між людьми в інтелекті, що вдвічі більше порівняно з попередніми результатами GWAS. Крім того, вивчаючи ширші закономірності, вчені виявили ще 30 генів, які пов’язані з інтелектом.
Для перевірки результатів науковці додатково з’ясували кореляцію між SNP та рівнем освіти — індикатором, який, як відомо, сильно корелює з інтелектом. В незалежній вибірці 200 000 людей, які попередньо пройшли тест на ДНК, виявилось, що у 99% випадків SNP корелювали з освітою у тому ж напрямку, що й інтелект. Це усуває побоювання, що пов'язані з інтелектом SNP, — це випадкові збіги. Але важливіше те, що ці результати підтверджують гіпотезу, що в основі інтелекту і навчання лежать одні й ті самі процеси. Автори дійшли висновку, що вони “є відправною точкою розуміння молекулярних та нейробіологічних механізмів, які лежать в основі інтелекту — однієї з найбільш досліджуваних людських рис”.
Інші дослідники інтелекту поєднують молекулярний генетичний аналіз та нейрознімання. В одному з досліджень на основі вибірки 1583 вчені виявили SNP, пов’язаний з пластичністю синапсів, який сильно корелював як з тестами на IQ, так і товщиною кори головного мозку, яку виміряли за допомогою МРТ. А в дослідженні на тваринах інші науковці використали хемогенетичні техніки, щоб “вмикати” і “вимикати” нейрони, які можуть відігравати важливу роль для інтелекту.
Звичайно, інтелект — це не суто продукт ДНК. Ключовий вплив на розвиток інтелекту здійснює середовище та виховання. Але тепер достовірно відомо, які гени і нуклеотидні послідовності відіграють роль природної основи, що розвивається в процесі навчання та соціалізації. Крім того, знання про ці гени одного дня можна буде застосувати для ідентифікації дітей з ризиком інтелектуальної відсталості і його зниження вже в ранньому дитинстві. Вони також розширюють наші знання про роботу мозку і те, як ним можна маніпулювати для покращення інтелектуальних здібностей.
З цих досліджень випливає, що споконвічні дебати “природа чи виховання?” можна вважати раз і назавжди завершеними. Ми є продуктом як наших генів, так і середовища, а власне — складної взаємодії між цими двома чинниками. Дослідження, спрямовані на краще розуміння цього взаємозв’язку, дають змогу вченим ширше збагнути як схожості, так і відмінності у нашому психологічному портреті.
Alexander P. Burgoyne, David Z. Hambrick
Intelligence and the DNA Revolution
Scientific American, 29/08/2017
Зреферував Євген Ланюк
29.08.2017