В лаборатории молекулярной физиологии и спортивной генетики ученые ежедневно отвечают на непростой вопрос родителей, из чего сделаны их мальчишки и девчонки. Чтобы узнать ответ, достаточно прислать по почте несколько волосков с головы ребенка. Можно капнуть капельку крови на фильтровальную бумагу—ДНК сохранится и там, а если есть возможность добраться непосредственно до ВНИИ физкультуры и спорта в Москве, тогда лучше на месте сдать кровь из вены—чем больше образцов ДНК, тем лучше для исследователей. Теперь нужно дождаться приговора.
Ученые ищут в генах специальные маркеры, которые говорят о наличии или отсутствии качеств, необходимых для высоких результатов в спорте. Сегодня возможно выявить некоторые варианты генов (полиморфизмы), которые отвечают за повышенную или сниженную выносливость, быстроту, ловкость и силу. Например, две мутированные копии гена АСТN3 приводят к тому, что у человека в мышцах не синтезируется один белок, важный для развития быстроты и силы. Такой генотип встречается примерно у 20 процентов населения России, и им никогда не стать выдающимися спринтерами или штангистами.
— Сделать анализ—самое простое,—рассказывает старший научный сотрудник лаборатории Ильдус Ахметов,—его успешно делают многие научные центры, а вот правильно интерпретировать полученный результат сложно. Для верного заключения генетические данные соотносятся с целым массивом информации о самом ребенке и его родословной, а потом сравниваются с эталонными генотипами успешных спортсменов. На это уходит минимум две недели.
Документ, который выдают по результатам исследования, называется «Генетическая карта здоровья и спорта». В нем расписаны генетические особенности ребенка, даны рекомендации по питанию и образу жизни, а также представлена таблица с видами спорта—чем больше звездочек напротив названия, тем больше шансов достичь успехов в этой области. Причем в большой спорт стоит идти только тогда, когда звездочки стоят по максимуму. А если в результате анализа окажется, что у вашего мальчика склонность к толканию ядра и прыжкам с шестом, не стоит пытаться воспитать из него теннисиста, как бы этого ни хотелось. Иначе, считают специалисты, ребенок потратит полжизни впустую.
ГДЕ КАРТА, БИЛЛИ?
Тимофей Танкеев—хоккеист. Он стал им еще задолго до того, как родился. Отец Тимофея, Иван Танкеев, сам в прошлом спортсмен, всегда мечтал о сыне-хоккеисте, поэтому, когда первой родилась дочка Екатерина, он и ее попытался определить в женский хоккей (сейчас Екатерина Танкеева—чемпион Европы по водному поло). Вторым родился Тимофей. К 4 годам он уже уверенно стоял на коньках, а к 6 легко обыгрывал своих сверстников.
— Проблемы начались к 12 годам,—рассказывает отец будущего чемпиона.—Тимофей набрал лишний вес—почти 10 килограммов, и тренер поставил условие: или приходишь в форму за лето, или уходишь из команды. Тогда я и обратился к генетикам—захотелось докопаться до сути.
— А ты не боялся, что по результатам анализа тебе придется уйти из хоккея?—спрашиваю Тимофея.
— Да нет, как-то был уверен в себе, к тому же у меня тогда был шанс заняться другим видом спорта.
В «Генетической карте» Тимофея Танкеева указано, что помимо прочих особенностей в организме присутствует один из неблагоприятных вариантов полиморфизмов генов NOS3 и APOC3, которые отвечают за повышенную чувствительность к насыщенным жирам.
— При подобном варианте организм практически не расходует животные жиры, откладывая их в запас,—поясняет руководитель отдела спортивного питания Александр Сорокин,—но Тимофею повезло—этот генетический изъян вполне можно было скорректировать питанием. Мы выдали рекомендации—убрать из рациона все животные жиры, заменив их жирами ненасыщенными, углеводистую пищу употреблять в виде сложных углеводов, питаться шесть раз в день небольшими порциями и применять специальные биологические добавки для спортсменов.
В первый же день отец семейства без колебаний опустошил холодильник, выбросив всеми любимые колбасы, сардельки, холодец и пирожные с кремом. На смену им пришли креветки, овощи и макароны. За полгода Тимофей свои лишние 10 кг сбросил.
— Такой хороший результат возможен потому, что в остальном гены у Тимофея идеальны—5 максимальных звездочек напротив хоккея с шайбой. Я бы назвал его будущим Овечкиным,—говорит Александр Сорокин,—а представляете, как сложно тем молодым спортсменам, которые получают менее оптимистичные результаты?
Я представила, как привожу своего самого лучшего на свете ребенка к тренеру, а тот требует генетическую карту, а потом разводит руками. В общем-то такая ситуация не за горами. Сегодня, пока анализ относительно дорог (около 8 тысяч рублей), рядовые спортивные школы не имеют возможности широко пользоваться новой методикой, поэтому инициатива чаще всего исходит от самих родителей. Тем не менее практически все крупные школы и академии тенниса стали обращать внимание на генетические карты детей, потому что теннис слишком затратный вид спорта и зачем вкладывать деньги в ребенка, если у него совершенно точно нет шансов их окупить?
ИЗУЧЕНИЕ ИЗНАНКИ
Молекулярная спортивная генетика—наука молодая, ей всего 10 лет. В 1997 году британский ученый Хью Монтгомери определил, что различные мутации в одном гене ACE определяют разные качества у спортсмена—один вариант полиморфизма ассоциировался со скоростно-силовыми качествами, а другой—с выносливостью и способностью длительно находится в условиях высокогорья. Так как статья Монтгомери была опубликована в популярном научном журнале Nature, резонанс мгновенно возник во всем мире. Начался процесс активного поиска генов и полиморфизмов, связанных как вообще с физической активностью, так и конкретно со спортивными достижениями,—таких генов на сегодняшний момент известно 29 штук. При этом почти половина открытий в этой области принадлежит российским ученым.
Чтобы понять работу генетика, ищущего нужный ген в генотипе, представьте, что вы уронили монетку, пролетая над пляжем. И теперь, чтобы отыскать сокровище, вам необходимо просеять песок через сито. Так вот, в организме человека присутствует 20,5 тысячи генов и 12 миллионов полиморфизмов, которые нужно изучить. Российское ноу-хау заключается в том, что наши ученые работают не с рядовыми генами, влияющими на единичную функцию в организме, а с генами-регуляторами, которые воздействуют на десятки других генов.
Питерские ученые из Лаборатории спортивной генетики СПб НИИ физической культуры несколько лет сравнивали генотипы 1580 российских спортсменов различной специализации и квалификации с 1057 людьми контрольной группы. На основании анализа 8 генов было выяснено, что все спортсмены, попавшие в категорию элитных (заслуженные мастера спорта), имели не менее 7 «благоприятных» для проявления выносливости вариантов генов. Значит, именно этот признак будут теперь искать у детей во время генетического анализа.
— А насколько отечественные технологии отличаются от того, что сегодня есть на Западе?—спрашиваю у Ильдуса Ахметова.
— На этот вопрос ответить сложно, потому что всякая информация, связанная со спортивным отбором, всегда была закрытой. Страны не любят делиться достижениями в этой области, но судя по тому, какие феноменальные успехи на последних Олимпиадах у Китая и США,—там система отбора в спорте работает очень хорошо. Еще раз повторю: не надо бояться слова «отбор»—он и так всегда происходит в спорте, просто сейчас на более технологичном уровне.
В начале 2008 года британские ученые опубликовали работу, в которой подсчитано, что вероятность обнаружения среди популяции человека с феноменальными генами выносливости, который без труда победит любого соперника, составляет 0,0005 процента, а это не так мало. Если учесть, что в некоторые виды спорта детей берут с 12 лет, то при активном поиске генетически обоснованных талантов мы вполне успеем к Олимпиаде в Сочи.
СУПЕРГРЫЗУНЫ
Генетический анализ хорош тем, что его нужно проводить один раз в жизни. Изменить свой генотип, понятно, нельзя. Правда, в последнее время с помощью генной инженерии ученые пытаются переводить рядовых обывателей в категорию героев.
— Не так давно американцы получили мышей-супермарафонцев с активированным геном PPAR-delta,—рассказывает Ильдус Ахметов. — Геном животным был изменен так сильно, что даже во сне у них не прекращался тренировочный процесс. То есть мышь спала, а у нее в организме происходили процессы, которые обычно зависят от физической активности: сигнальные вещества двигались по организму, активировали ядра нужных клеток, сжигая жиры и «тренируя» тело. Во время бодрствования мышь могла есть в неограниченном количестве любую пищу и при этом не толстеть и к тому же легко побеждать остальных сородичей на мышиной беговой дорожке.
— Что-то мне подсказывает, что из человека такого супермарафонца сделать нельзя.
— Технически это сделать можно, но такие процедуры этически неприемлемы и запрещены. Вообще, генная инженерия в отношении человека применяется исключительно в медицинских целях. Но похожего эффекта можно достичь и более щадящими методами, например вводить извне высокие концентрации тех же самых сигнальных молекул, активирующих ядра клеток. Сегодня существует подобное вещество, которое повышает выносливость мышей в два раза. Названия у него пока нет, только код—GW501516.
— А это не генный допинг?
— Это жироподобное вещество, которое можно отнести к природным. Похожее действие на организм, кстати, оказывает зеленый чай: если его регулярно пить, не только повысится выносливость, но и снизится риск многих болезней, связанных с обменом веществ. Но опять же, мы не можем говорить сразу о всех людях. Чтобы давать рекомендации—надо смотреть карту.
ПРИЗВАТЬ К ПОРЯДКУ
Индивидуальный подход к каждому спортсмену и к каждому человеку—так можно сформулировать принцип, положенный в основу российского проекта «Новые технологии повышения жизнеобеспечения на основе индивидуального генетического анализа», выполняемого в рамках федеральной программы. Согласно проекту, все российские спортсмены должны пройти генетический анализ и получить индивидуальные рекомендации по тренировкам, питанию, лечению и отдыху—чтобы подольше оставаться в спорте. Хотя основным разработчиком проекта является ВНИИ физкультуры и спорта, но «новые технологии» касаются не только спортсменов—любой человек, заказав анализ, сможет узнать, каким образом ему необходимо скорректировать образ жизни.
Интересно, что сегодня во всем мире помимо генов, связанных с физическими показателями, активно изучаются гены, отвечающие за психологические качества. Например, скоро по генетической карте можно будет определить, как поведет себя человек в экстремальной ситуации и можно ли ему, например, работать пожарным или врачом скорой помощи. Так что через пару десятков лет генетическая карта при приеме на работу станет привычным делом. А уж во что выльется это начинание—в оптимальное распределение людей в соответствии с призванием или в новый генетический геноцид—покажет время. Пока мы стоим в самом начале пути.
Фото ВАСИЛИЯ МАКСИМОВА