Эпигенетика

Эпигенетика изучает, как проявление, или экспрессия, генов регулируется факторами окружающей среды. При этом последовательность ДНК не меняется, хотя новые признаки могут передаваться следующим поколениям.

В каждой человеческой клетке содержится от двух до трех метров ДНК. Это длинное и хрупкое химическое соединение нужно хранить очень бережно, и для этого природой придуманы гистоновые белки, благодаря которым ДНК сворачивается в компактные блоки. Строение гистонов и других поддерживающих химических веществ формирует эпигеном, который наследуется вместе с геномом

Генетика произвела революцию и навсегда изменила биологию, но добавила и путаницы: можем ли мы сбежать от наших генов или все запрограммировано заранее? Затем появилась эпигенетика и запутала все еще больше. Центральная аксиома генетики заключается в том, что сам организм никогда не изменяет наследуемый генетический материал, или ДНК, которая кодирует наши гены. Что бы вы ни унаследовали от родителей, вы передадите это своим детям. Этот факт лежит в основе наших знаний о генах и фомирует некоторые взгляды на эволюцию, популяционную генетику и биологию развития. (Конечно мутации, или ошибки в генах, случаются, но это происходит при копировании непроизвольно или в результате внешнего воздействия, меняющего химию ДНК, а не по инициативе организма.)

Другими словами, генетика постулирует, что вы наследуете лишь генетические признаки ваших родителей, а не признаки, которые они приобрели за свою жизнь — например, развитые мышцы от поднятия тяжестей или мозоли на ногах из-за тесной обуви.

Эпигеном

Между тем новая область, названная эпигенетикой, предполагает, что в процесс наследования включается еще один элемент. Аксиома, приведенная выше, продолжает действовать, но приобретенные признаки могут оказывать влияние на то, как тело развивается и распоряжается генами, — и могут передаваться от родителей (по крайней мере от матери). Центральное место в теории занимает понятие «эпигеном». Термин обозначает огромное множество химических веществ, например белков-гистонов, окружающих ДНК и управляющих ею.

Жизненный опыт — плохое питание, физические упражнения, перенесенные заболевания, — влияет на эпигеном значительным образом. В результате этого воздействия некоторые гены не используются клеткой, тогда как другие активируются — те, что в противном случае были бы «выключены». Геном передается от родителя потомству без изменений, а эпигеном, сопровождающий его, может категорически не совпадать с тем, который унаследовал сам родитель.

Гистоновые белки, поддерживающие и организующие длинные нити ДНК в клетке, когда-то считались исключительно опорными конструкциями. Но эпигенетика предполагает, что они играют роль в наследовании, по крайней мере в краткосрочной перспективе

Последствия голода

Самое наглядное доказательство правоты эпигенетики получено в результате масштабных исследований семей на протяжении нескольких поколений. Одно из наиболее крупных предприняли после Второй мировой войны: ученые изучали следствия голодной зимы 1944 г. в Нидерландах.

Обследование начали с детей, родившихся во время или сразу после голода. Также учли опыт их родителей, а затем детей тех детей, а вскоре и их внуков. Дети, родившиеся в тот период, выросли в основном невысокими и худыми (но совершенно здоровыми). Появившиеся сразу после голода — то есть большую часть голодного времени они находились в утробе — имели лишний вес и были склонны к психическим заболеваниям. Что удивительно, дети, родившиеся у этих двух групп, несли те же признаки, что и их матери. Судя по всему, недостаток питания отразился на матери, на развивающемся ребенке и на клетках девочек-младенцев, которые затем стали яйцеклетками и передались следующим поколениям. Голод повлиял на все три поколения — на мать, ребенка и внуков. Через несколько лет будут доступны данные о четвертом поколении. Как долго еще голод будет влиять на эпигеном?