В своем письме в «Nature Genetics» она описала случай двух братьев из Шри-Ланки с врожденной мышечной дистрофией, который она изучала еще в Сиднее в 1998 году. У родителей мальчиков не было этой болезни, но такое заболевание предполагает наследственный характер. У братьев не вырабатывался альфа-актинин-3, который кодирует ген АКТН-3 (Прим. перев.: англ. аббрев. ACTN3: alpha-actinin skeletal muscle isoform 3; соответственно АКТН-3: альфа-актинин, изоформа скелетной мышечной ткани 3). Так, Норс вместе с группой ученых обнаружили новую генную мутацию – мутацию гена АКТН-3, которая вызывает мышечную дистрофию. «Тогда у меня родилась идея написать об этом случае в Nature Genetics, – говорит она. – Но если вы хороший генетик, то вы должны исследовать всю семью».
Норс попросила родителей мальчиков и их двух других здоровых детей пройти обследование. Она предположила, что у больных братьев двойной мутированный Х-ген, который блокирует выработку альфа-актинина-3. Тогда у родителей мальчиков должен быть только один Х-ген и один R-ген, который функционирует нормально. К ее удивлению, и родители, и два здоровых ребенка имели те же два мутированных варианта X-гена АКТН-3. Получается, что в этой семье ни у кого не вырабатывался альфа-актинин-3, но только у двух мальчиков была мышечная дистрофия. Норс так и не нашла ген мышечной дистрофии. «Мы получили эти данные в пятницу, – говорит она. – И это очень, очень удручало».
На выходных она пошла в кино, а потом долго гуляла, чтобы обдумать все, что им удалось узнать на прошлой неделе. Она никогда ни в лаборатории, ни в научной литературе, не встречала случаев, когда у здорового человека были мышцы, полностью лишенные структурного белка. Структурные белки являются основополагающими. Они формируют наши ногти, волосы, кожу, сухожилия и мышцы. Люди, как правило, начинают тяжело болеть или умирают, если гены, кодирующие эти белки, не функционируют. «Таким образом, я начала читать прогрессивную научную литературу, – рассказывает Норс. – И я думала, ну, может, альфа-актинин-3 является излишним. Может быть, он нам вовсе и не нужен».
Норс связалась с Симоном Истэлом, австралийским исследователем, специализирующимся на молекулярной эволюции. Вместе они изъяли из хранилища для изучения 200 образцов мышечных тканей, подверженных различным заболеваниям. Но тенденция сохранялась. Примерно у одного из пяти больных не было двух копий X в вариациях гена АКТН-3, и таким образом, не вырабатывался альфа-актинин-3. Но примерно в одном из пяти образцов нормальной, здоровой мышечной ткани наблюдались две копии Х, так что ген АКТН-3 не мог являться причиной болезни. Может быть, тогда альфа-актинин-3 имел другую функцию в мышечной ткани? «Мы начали проводить обследование различных групп людей, – рассказывает Норс. – И тогда мы обнаружили, что этот ген изменяется в зависимости от этнической принадлежности человека».
Так, Норс определила, что одна четверть населения Восточной Азии имеет две копии X в вариации гена АКТН-3, эта особенность сохраняется и у 18 % белых австралийцев. Но когда она проводила обследование зулусов из Южной Африки, она обнаружила, что две копии Х только менее чем у 1 %. Почти у всех была, по крайней мере, одна копия R, который кодирует альфа-актинин-3 в быстро сокращающихся мышцах. И подобная особенность характеризовала все африканское население. Что касается этого конкретного варианта гена, африканцы или люди с африканскими корнями, оказывается, очень одинаковые.
Норс была убеждена, что альфа-актинин-3 не имеет влияния на белок, ведь его отсутствие не является причиной болезни. Как и миостатин, белок суперребенка, альфа-актинин-3 высоко консервативен с точки зрения эволюции. Он содержится в быстро сокращающихся мышечных волокнах кур, мышей, бабуинов и других животных, в том числе и в мышцах наших ближайших родственников – шимпанзе. Отсутствие альфа-актинина-3 – новая особенность человеческого организма.
Норс вместе с коллегами подсчитала, что копии X-гена АКТН-3 распространяются среди людей на протяжении последних 30 000 лет и только за пределами Африки. По некоторым причинам этот ген, оказывается, благоприятствует естественному отбору только в неафриканской среде. Быстро сокращающиеся волокна нужны для чего-то еще, решила Норс.
