ژن: داستانی بسیار شخصی – خلاصه کتاب یک متخصص سرطان

جایزه پولیتزر را متخصص سرطان، دکتر سیدارتا موکرجی، دریافت کرده است و در کتاب 2. او، «ژن: داستانی بسیار شخصی»، باز هم گاه‌شماری‌ای می‌بینیم که با تلاشی عظیم گرد آمده است (نگاه کنید به بررسی کتاب نخست). همان‌طور که خودش نیز گفته است، این داستان پیش از سرطاناست؛ قهرمان پیش از آنکه به آدم بد تبدیل شود... باز هم اندیشه‌هایم درباره کتاب را با شما در میان می‌گذارم.

«فکر می‌کردیم آینده‌مان در ستاره‌هاست. اکنون می‌دانیم در ژن‌های ماست.» جیمز واتسون

گذشته وراثت

چگونگی وراثت و فراهم شدن آن موضوعی است که فیلسوفان سال‌های طولانی درباره‌اش اندیشیده‌اند. این پرسش بیشتر از شباهت فرزندان به والدین برمی‌خاست. چگونه ممکن است موجودات، به‌ویژه در بعضی شرایط با شباهتی بسیار زیاد، موجودات دیگری این‌قدر شبیه خود پدید آورند؟ در سال‌هایی که چیزی به نام سلول شناخته نبود، نظریه‌های اولیه می‌گفتند اطلاعات وراثتی در منی مرد است. زن نیز فقط مانند زمین بذرپاشی‌شده، رشد انسان را از این اطلاعات ممکن می‌کند؛ یعنی پیوند مادر با کودک از یک بیگانه نزدیک‌تر نبود. اما ارسطو این دیدگاه را نادرست دانست، چون کودکان به مادران نیز شبیه‌اند و حتی این شباهت گاهی پس از نسل‌ها ادامه دارد. با این حال، ارسطو نیز سهم مادر را بیشتر محیط دانست تا انتقال اطلاعات، و موجود زنده را نتیجه مشترک محیط و اطلاعات معرفی کرد. اما اطلاعات پدر چه بود؟ آیا اطلاعاتی پیچیده در کاغذ پوستی بود؟ این اطلاعات چگونه منی را به انسان تبدیل می‌کرد؟ وقتی اندیشمندان نتوانستند از این پرسش بیرون بیایند، راه‌حلی بسیار ساده‌تر ساختند: انسانی مینیاتوری در منی بود که در رحم مادر منبسط و بزرگ می‌شد. این توضیح آن‌قدر به دل زیست‌شناسان نشست که در سال‌های اختراع میکروسکوپ دیوانه‌وار دنبال آن انسان کوچک گشتند. حتی کسانی مدعی دیدنش شدند. واقعی بودن چنین اندیشه‌ای یعنی درون این انسان کوچک نیز انسان‌های کوچک وجود داشته باشند؛ زیرا نظریه را با انکار وجود اطلاعات وراثتی مطرح کرده بودند و اگر اطلاعاتی نبود، انسان‌ها همواره از یک قالب می‌آمدند. این، انسان را به عروسک ماتریوشکا شبیه می‌کرد.

چارلز داروین – خاستگاه گونه‌ها

نامتعارف‌ترین نظریه وراثت از چارلز داروین آمد؛ نظریه‌ای که حتی امروز پذیرش آن برای بسیاری دشوار است. داروین پس از سفر اکتشافی آمریکای جنوبی به این نظریه رسید. در سفر، از هر جزیره نمونه‌های فسیلی جمع می‌کرد و به لندن می‌فرستاد، اما فکر می‌کرد این نمونه‌ها به پرندگان متفاوت تعلق دارند. در رده‌بندی اشتباه کرده بود و تنها چشمی خبره می‌توانست بفهمد همه این پرندگان گونه‌ای سهره‌اند. منقار و چنگالشان چنان متفاوت بود که با دیدن پرنده می‌شد جزیره‌اش را تشخیص داد. هر جزیره گونه سهره ویژه خود را داشت. پس از سفر، داروین به‌آرامی نظریه را در ذهن شکل داد. برای معتبر بودن نظریه‌اش به 2 سازوکار متفاوت نیاز داشت: انتخاب طبیعی و جهش.

انتخاب طبیعی یعنی در شرایط متغیر محیط و منابع محدود، موجودات دارای سازگارترین وراثت زنده بمانند و دیگران از میان بروند. به‌اختصار، قوی‌ها می‌مانند و ضعیف‌ها می‌میرند. البته قوی در اینجا یعنی سازگارترین با همان شرایط محیطی. طبق انتخاب طبیعی، پس از مدتی باید تنوع ژنتیکی محیط کاهش یابد. اگر شرایط محیط این بار برعکس شود چه؟ در آن صورت موجودات حامل ژن‌های سازگار با شرایط قدیمی از بین رفته‌اند و هیچ موجود سازگاری باقی نمانده است؛ این باید پایان نسل باشد. اما می‌دانیم چنین نیست. جمعیت‌ها به شکلی تنوع ژنتیکی خود را حفظ می‌کردند. داروین این را با جهشتوضیح می‌داد. جمعیت‌ها هرچند بسیار به‌ندرت، از راه جهش موجوداتی با ساختار ژنتیکی متفاوت پدید می‌آوردند.

او این اندیشه را در 1859 در کتاب «خاستگاه گونه‌ها» منتشر کرد. همه نسخه‌ها روز نخست فروخته شدند. نظرهای تحسین‌آمیز باورنکردنی سرازیر شد؛ می‌گفتند اگر تأیید شود اثری انقلابی است. از سوی دیگر، داروین خشم بسیاری را نیز برانگیخته بود. در کتاب فقط گفته بود «بر خاستگاه و تاریخ انسان نور افکنده خواهد شد» و عامدانه به این موضوع نپرداخته و دهانش را بسته نگه داشته بود. اما طبق پیامدهای فلسفی نظریه، انسان استثنا نبود.

از انتخاب طبیعی تا انتخاب مصنوعی

هر دانسته تازه درباره طبیعت این پرسش را به ذهنمان می‌آورد: «چگونه می‌توانم آن را مصنوعی انجام دهم یا این فرایند را دست‌کاری کنم؟» این نیز حوزه‌های کاربرد احتمالی را مشخص می‌کند. اما وقتی موضوع ژنتیک باشد، کاربردها ممکن است مثل ساخت آسانسور با اصل آونگ در فیزیک بی‌ضرر (اگر حوادث آسانسور را حساب نکنیم) و سودمند برای عموم نباشند. بزرگ‌ترین نمونه نازیسم است که فریتس لنتس، زیست‌شناس، درباره‌اش گفت: «...چیزی جز زیست‌شناسی کاربردی نیست».

با روی کار آمدن نازی‌ها و اعطای اختیار نامحدود قانون‌گذاری از سوی مجلس به آدولف هیتلر، این فرایند سرعت گرفت. نازی‌ها نخستین مطرح‌کنندگان این کارها نبودند. با افزایش دانش ژنتیکی، در کنفرانس‌هایی با عنوان «اصلاح انسان» بحث می‌شد که برای سود جامعه فقط افراد باهوش، موفق و زیبا اجازه تولیدمثل داشته باشند و دیگران عقیم شوند. دانشمندان محترم بسیاری در این کنفرانس‌ها شرکت و از این جریان حمایت می‌کردند. اما نازی‌ها آن را فراتر از مرزهای تصور بردند. اقداماتی که با عقیم‌سازی آغاز شد، به اعدام رسید. برای این کار به مردم رؤیا می‌فروختند. در سینماهای سراسر کشور فیلم‌هایی درباره شکل انسان‌های «معیوب» نمایش داده شد؛ در آن‌ها زنان و کودکان مبتلا به اسکیزوفرنی بودند. در مقابل، بدن‌های عضلانی و بی‌نقص تیم المپیک آلمان مانند پیکره‌های یونانی، کمال ژنتیکی را به تماشاگر نشان می‌دادند. مردم مسحور این رؤیاها به عقیم‌سازی اعتراض نکردند. پس از مدتی قانون مجرمان خطرناک را نیز وارد ماجرا کرد؛ مخالفان، روزنامه‌نگاران و نویسندگان نیز در این جرم‌ها گنجانده شدند. تا سال‌های 1934، ماهانه حدود 5 هزار نفر عقیم می‌شدند. هیتلر می‌خواست عقیم‌سازی را به اتانازی ارتقا دهد، اما از واکنش مردم می‌ترسید. خوشبختانه فرصت دلخواهش پیش آمد: خانواده‌ای برای کودک نابینا و دارای اندام‌های معلول خود از هیتلر اتانازی خواست تا به ملت خدمت کرده باشند. هیتلر فرصت را از دست نداد و با گسترش آن می‌خواست از راه برنامه اتانازی از کودکان معیوب سراسر کشور خلاص شود. حتی نامی برایشان یافته بودند: «زندگی‌های بی‌ارزش برای زیستن». دلیل این پیشروی ساده بود: عقیم‌سازی آینده را حفظ می‌کرد و اتانازی امروز را. حتی در کتاب‌های درسی نوشته بودند یک انسان معیوب 50.000 مارک برای دولت آلمان هزینه دارد.

نقش ژن‌ها در فنوتیپ چیست؟

برای درک بهتر اثر تعیین‌کننده ژن بر انسان، لازم بود اثر محیط در ساختارهای ژنتیکی یکسان مشخص شود. یعنی آیا ژن اختیار مطلق داشت یا محیط در بیان این ژن‌ها سهم بزرگی داشت؟ بهترین راه بررسی دوقلوهای همسان بود. پژوهش‌های متعدد نشان می‌دادند دوقلوها هم ویژگی‌های مشابه و هم متفاوت دارند. حتی در پژوهشی درباره بیماری مرتبط با ژنتیک مانند دیابت نوع 1، شباهت خواهر و برادرها حدود 35% بود. اما در بعضی ویژگی‌ها، دوقلوها برای نشان دادن تفاوتشان به اطرافیان کاملاً متضاد رفتار می‌کردند. آیا این تفاوت به‌جای تفاوت ژنتیکی، واکنش به ژن‌هایشان بود؟ راه دیگری لازم بود و توماس بوچارد، روان‌شناس رفتاری، آن را یافت. با آگهی روزنامه به دنبال دوقلوهایی رفت که از بدو تولد به خانواده‌های متفاوت سپرده شده بودند. فرصتی عظیم بود. بوچارد می‌توانست با مقایسه دوقلوهای جدا بزرگ‌شده و دوقلوهای یک خانه، رابطه ژن و محیط را روشن کند. داده‌ها جمع می‌شدند. پرسش‌نامه‌های موشکافانه‌ای برای تعیین طبقه اجتماعی‌اقتصادی دوقلوها آماده شد. مثلاً برای تعیین طبقه فرهنگی می‌پرسیدند: «آیا در خانه تلسکوپ، دانشنامه یا اثر هنری اصل داشتید؟» طی 11 سال، دوقلوها انواع آزمون‌های جسمی و روانی را گذراندند. نتایج بسیار جالب بود و آزمون‌ها هر بار ثبات شباهت دوقلوها را حفظ می‌کردند. همبستگی ویژگی‌های جسمی قابل‌انتظار بود. نکته جالب این بود که حتی عناصر اصلی خلق‌وخو، شخصیت، ترجیح‌ها، رفتار و نگرش در آزمون‌های مستقل همبستگی 0,50 تا 0,60 داشتند. این میزان در دوقلوهای همسان جدا بزرگ‌شده تقریباً برابر دوقلوهای همسان باهم بزرگ‌شده بود. همان‌طور که گفتیم، حتی دیابت نوع-1 که ژنتیکی بودنش محل تردید نیست، همبستگی 0.35 داشت.

نتایج پژوهش حیرت‌انگیز بود. میزان شباهت گرایش‌های اجتماعی و سیاسی دوقلوهای جدا بزرگ‌شده با دوقلوهای باهم بزرگ‌شده یکسان بود. اگر یکی لیبرال بود، دیگری هم لیبرال و اگر محافظه‌کار بود، دیگری هم محافظه‌کار بود. در دینداری و باور نیز توافق زیادی داشتند؛ یا هر دو دیندار بودند یا هر دو از دین دور بودند. سنت‌گرایی، یا به تعبیر آزمون «تمایل به اطاعت از قدرت»، نیز توافق بالایی داشت. سهم ژن‌ها به‌شکلی انکارناپذیر بزرگ بود.

نمونه دیگر به جنسیت مربوط بود. در سال‌های 1960، باور رایج دانشگاهی این بود که هویت جنسیتی مادرزادی نیست و از راه عملکرد اجتماعی و تقلید فرهنگی در کودک نقش می‌بندد. جان مانی، روان‌پزشک دانشگاه جانز هاپکینز، از سرسخت‌ترین پیروان این دیدگاه بود. او از «تعیین دوباره جنسیت» با هدایت هویت جنسیتی از راه رفتاردرمانی و هورمون‌درمانی دفاع می‌کرد. روزی پسربچه‌ای به درمانگاهش آمد که هنگام ختنه، بر اثر بی‌مهارتی جراح، آلت تناسلی‌اش به‌شدت آسیب دیده بود. این کودک متولد 1965، بروس رایمر بود. مانی به خانواده که آماده هر کاری برای فرزندشان بودند توصیه کرد او را اخته کنند و دختر بزرگ کنند. طبق توصیه مانی، نام بروس به برندا تغییر کرد، لباس دخترانه به او پوشاندند و با او مانند دختر رفتار کردند. موهایش را بلند کردند و عروسک پارچه‌ای و چرخ خیاطی به او دادند. چیزی به معلم‌ها و دوستان نگفتند.

برندا دوقلوی همسانی به نام برایان داشت که همچنان مانند پسر با او رفتار می‌شد. مانی مرتب کودکان را برای بررسی به درمانگاه فرا می‌خواند. با نزدیک شدن برندا به بلوغ، درمان استروژن آغاز شد و هنگام بلوغ، جراحی واژن مصنوعی انجام شد. مانی مقاله‌هایی درباره این موفقیت منتشر کرد که بسیار به آن‌ها استناد شد. طبق نوشته‌های مانی، برندا با هویت تازه‌اش فوق‌العاده سازگار شده بود.

در واقع، این ایده شکستی کامل بود. برندا در 4 سالگی لباس‌های دخترانه‌ای را که مجبور بود بپوشد با قیچی برید. وقتی می‌گفتند مثل دختر راه برود و رفتار کند، دچار حمله عصبی می‌شد. هرچند در مدرسه دستور را رعایت می‌کرد و به دست‌شویی دختران می‌رفت، ایستاده و با پاهای باز ادرار می‌کرد. برندا کاملاً پسروار بود. پس از 14 سال به این بی‌معنایی پایان داد، جراحی واژن را نپذیرفت، قرص استروژن را کنار گذاشت و برجستگی پستان را برداشت. دوباره تزریق تستوسترون را آغاز کرد و نامش را دیوید گذاشت. در 1990 با زنی ازدواج کرد، اما از بحران‌های خشم، انکار و افسردگی ناشی از تجربه‌هایش رها نمی‌شد. کارش را از دست داد و ازدواجش شکست خورد. در 2004، پس از مشاجره شدید با همسرش، خودکشی کرد. مورد دیوید رایمر تنها نبود؛ در سال‌های 1970 و 1980 موارد ثبت‌شده بسیاری مانند او وجود داشت.

اینجا باید نکته‌ای را بیان کرد. از یک سو از ژنی سخن می‌گوییم که بر جنسیت انسان حاکم است و از سوی دیگر می‌بینیم هویت‌های جنسیتی امروز سیاه‌وسفید نیستند و در یک طیف جای می‌گیرند. ژن جنسیتی موسوم به SRY به‌روشنی تعیین می‌کند سلول نر است یا ماده. اما فرض کنیم ژنی به نام TGY باشد و در برابر فعالیت ژن SRY در مغز مقاومت بزرگی نشان دهد. آنگاه بدن پیام نر بودن را می‌گیرد و نر می‌شود، اما مغز در درک آن مشکل دارد و شاید خود را از نظر روانی ماده درک کند. یعنی در بالاترین جایگاه سلسله‌مراتب جنسیت اجتماعی، ژن SRY قرار دارد و زیر آن سازوکارهای تعدیل‌کننده‌ای هستند؛ مانند سازوکارهای محیطی و اپی‌ژنتیکی که بعداً مطرح می‌کنیم.

آیا ژن تنها تعیین‌کننده فنوتیپ است؟

پژوهش دوقلوها نشان می‌دهد ژن چقدر اثر دارد. اما اثر محیط را چگونه بسنجیم؟ باید به پژوهشی در 2010 نگاه کنیم. در سال‌های 1990، مشخص شد ژنی به نام 5 HTTLPR با تنش روانی ارتباط دارد. این ژن پروتئینی کد می‌کند که پیام‌ها را میان نورون‌های مشخص هدایت می‌کند. شکل دارای واریانت کوتاه آن، موسوم به «پرخطر»، اغلب با الکلیسم، تروما و افسردگی مرتبط دانسته شده است. در 2010 گروهی از پژوهشگران پروژه «خانواده‌های آفریقایی‌آمریکایی نیرومند» را در منطقه روستایی محروم ایالت جورجیای آمریکا آغاز کردند. جرم در آنجا بسیار بالا بود، مادران تنها مخارج خانه را تأمین می‌کردند و سرنگ روی زمین بود. 600 خانواده آفریقایی‌آمریکایی دارای فرزند نوجوان یافت شدند و به‌تصادف به دو گروه تقسیم شدند. یک گروه طی 7 هفته آموزش فشرده درباره الکلیسم، تکانشگری و مصرف مواد مخدر دید. واریانت‌های ژن 5 HTTLPR برای کودکان هر دو گروه توالی‌یابی شدند.

نتیجه نخست مطابق انتظار بود. در گروه کنترل، گرایش به رفتار پرخطر در کودکان دارای واریانت کوتاه 2 برابر بیشتر بود. آن‌ها الکل و مواد مخدر بیشتری مصرف می‌کردند؛ در نتیجه با یافته‌های قبلیِ حاکی از خطر بالا سازگار بود.

نتیجه دوم شگفت‌انگیز بود. کودکان دارای واریانت کوتاه در گروه مداخله، با دریافت حمایت هم سریع‌تر به وضعیت طبیعی می‌رسیدند و هم چشمگیرترین تغییرها را داشتند. ظاهراً این واریانت حسگر تنشی کد می‌کرد که حساسیت روانی می‌داد و کودکان را به مداخله منفی و مثبت حساس‌تر می‌کرد. کودکان فاقد این واریانت شاید از شرایط منفی کمتر اثر می‌گرفتند، اما به تغییر مثبت محیط نیز کمتر واکنش نشان می‌دادند و بی‌اعتناتر بودند. مهندسان اجتماعی پا را فراتر گذاشتند و پیشنهاد کردند برای استفاده بهتر از منابع محدود، کودکان حساس‌تر را در مدارس بهتر بگذارند تا بیشترین فایده حاصل شود. چون این موضوع تا حدی به اخلاق مربوط است، آن را در عنوانی دیگر بررسی خواهم کرد.

اپی‌ژنتیک

اصطلاحی به معنای فراتر از ژن‌هاست؛ اپی‌ژنتیک, DNA را از نظر تغییر توالی تغییر نمی‌دهد، اما تغییراتی وراثتی را در بر می‌گیرد که در فنوتیپ بازتاب دارند. مشهورترین نمونه، رویداد «Hongerwinter» است که در حافظه ملی هلندی‌ها نقش بسته است. در جنگ جهانی دوم، سربازان آلمان مسیرهای غذای هلند را بستند و مردم را گرسنه گذاشتند. این گرسنگی از زمستان 1944 آغاز شد و تا 1945 ادامه یافت؛ ده‌ها هزار زن و مرد و کودک از گرسنگی مردند و میلیون‌ها نفر زنده ماندند. پژوهشگران فرصت یافتند اثر قحطی ناگهانی را مشاهده کنند. پیامدهایی مانند عقب‌ماندگی رشد ناشی از سوءتغذیه قابل‌انتظار بود. در کودکانی که از آن زمستان گذشتند، مشکلات مزمن مانند افسردگی، اختلال اضطراب، مشکلات قلبی و لثه، پوکی استخوان و دیابت ایجاد شد. در سال‌های 1980 نکته‌ای جالب یافتند: بیشتر فرزندان زنانی که هنگام قحطی باردار بودند، پس از تولد و رشد دچار چاقی شدید و بیماری قلبی شدند. اثر قحطی بر جنین شاید شگفت‌آور نباشد، اما در سال‌های 1990 یافته جالب‌تری داشتند؛ همان مشکلات سلامت در نوه‌های افراد متأثر از قحطی نیز شایع بود. اثر سال‌های سخت قحطی، هرطور که ژن‌ها را تحت تأثیر قرار داده بود، 3 نسل ادامه داشت. پس این رویداد فقط در حافظه ملت نبود؛ در حافظه ژن‌ها نیز نقش بسته بود.

باید بگوییم برخی دانشمندان معتقدند مشکل اصلی Hongerwinter در خود پژوهش‌هاست؛ والدینی که مشکل تغذیه داشتند، با دخالت در عادت‌ها و انتخاب‌های غذایی فرزندان چنین اثری ایجاد کرده‌اند. طبق این دیدگاه، آنچه نسل‌به‌نسل منتقل می‌شود ژنتیک نیست، بلکه انتخابی فرهنگی یا تغذیه‌ای است.

اما عاملی که ژن‌ها را تغییر نمی‌داد چگونه به ارث می‌رسید؟ آیا ژن‌ها حافظه خود را داشتند؟ این حافظه چگونه کار می‌کرد؟

فقط 2% ژنوم پروتئین کد می‌کند و فرایند کد کردن نیز با پروتئین‌ها تنظیم می‌شود. از این دیدگاه هر ژن مانند کلید برق است. کلید ژن مورد نیاز به‌واسطه پروتئین فعال می‌شود و بیان آغاز می‌شود. ژن غیرضروری نیز با خاموش کردن کلید ساکت می‌شود. موجود زنده این کار را با متیلاسیون هیستون انجام می‌دهد؛ یعنی بدون تغییر DNA، علامت‌هایی روی آن می‌گذارد و مشخص می‌کند کجا سنتز شود و کجا نشود. سازوکار اپی‌ژنتیک این‌گونه عمل می‌کند.

اخلاق در مهندسی ژنتیک

نویسنده پیشرفت‌های فناوری ژنتیک را نیز به ترتیب تاریخی در کتاب آورده است. در مقاله‌ای که به‌تازگی منتشر کردیم، ما نیز به آن پرداختیم. بنابراین در این مقاله به‌جای پیشرفت‌های فناوری، پرسش‌های برخاسته از آن‌ها را بررسی کردیم. آزمایش آفریقایی‌آمریکایی‌های بالا را به یاد آورید. اگر توان دست‌کاری ژن‌ها بسیار پیشرفته بود و فقط رابطه واریانت کوتاه ژن 5 HTTLPR را با عادت‌های بدی مانند الکلیسم می‌دانستیم و پژوهش دقیق‌تری نداشتیم، چه می‌شد؟ آیا به نام خیر جامعه بی‌تردید این واریانت را از مخزن ژنوم حذف می‌کردیم؟ آیا ناآگاهانه همه انسان‌ها را بی‌اعتناتر می‌کردیم؟ اکنون رابطه ژن 5 HTTPLR با محیط را بهتر می‌دانیم. اما اگر در آینده ویژگی دیگری کشف کنیم که فعلاً نمی‌دانیم چه؟ همگی دیده‌ایم واگذاری اختیار دخالت در وراثت به حکومت‌ها در گذشته چه پیامدی داشت. در آینده نیز با هم خواهیم دید سپردن آن به افراد چه نتایجی دارد. فعلاً راه درازی در پیش است.

«تنها ما انسان‌ها می‌خواهیم مالک آینده نیز باشیم.» – تام استاپارد، ساحل آرمان‌شهر