Эпигенетика. Генетическая память. Можно ли "прокачать" гены?

Один из самых распространённых способов эпигенетического измения экспрессии – метилирования ДНК. Есть много способов модифицировать нить ДНК, не затрагивая саму последовательность «букв».

Когда происходит Метилирование, к молекуле ДНК прикрепляются ярлычок из углерода и водородов в форме трехлистного клевера. В результате такого изменения – не важно, нового или унаследованного от предков – меняется программа поведения клеток. Ярлычки метилирования включают и выключает определённые гены. Так, могут провялятся врождённые пороки, рак или диабет. Или же, напротив, из-за изменения экспрессии у человека может быть крепкое здоровье, продлится время жизни или обнаружится выдающиеся умственные способности.

И такие эпигенетические перемены происходят с нами в самый неожиданные моменты. Например, на летних занятия для худеющих.

Учёные генетики проследили за двумя сотнями испанских подростков, которые проходили 10 недельный курс интенсивных занятий, борясь с лишним весом. Выяснилось, что можно достаточно точно предсказать, кому из ребят удастся похудеть за лето. Как оказалось, скорость потери веса зависит от включения выключения генов в 5 участках генома. Выходит, что часть занимавшихся была заранее эпигенетически запрограммирована на успех в похудении. В то время как остальных ждала неудача, несмотря на занятия под руководством компетентных тренеров и строгое соблюдение правильной диеты.

Постепенно мы учимся использовать знания, получаемые в таких исследованиях, для непосредственной выгоды носителя тех или иных эпигенетических меток. На примере ярлычков метилирование ДНК в испанских подростков стало очевидно насколько важно знать свой геном если вы собираетесь, например, худеть. И теперь понятно, что именно нужно выяснить, прежде чем начинать применять ту или иную методику борьбы с лишним весом. И такое знание позволит не только достичь успеха, но избежать траты сил, денег и времени на занятия, которые просто обречены на провал.

Однако не стоит забывать, что эпигеном далеко не стабилен. На него влияют многие генетические процессы. Более того, эпигенетические модификации вообще и метилирование в частности, легко происходит при изменении внешней среды. Последние годы учёные разработали множество методов изучения даже изменения метилирования генов. Сегодня мы можем не только включать и выключать определённые гены, но и регулировать экспрессию более тонко.

А ведь даже небольшое изменение уровня экспрессии способна превратить безобидное отклонение в порок и наоборот.

Подобные эпигенетический изменения могут быть вызваны чем угодно. Принимаемыми лекарствами. Курением табака. Тем, что мы пьем и едим. Посещением занятий йогой. Рентгеновским излучением в кабинете рентгенолога. И даже стресс может вызвать такие изменения.

Ученые из Цюриха решили проверить, как психологические травмы в раннем детстве влияют на экспрессию генов. Для этого они забирали только родившихся, ещё слепых, глухих и голых мышат у их матерей и возвращали на место через три часа. И так каждый день.

Эксперимент шел две недели. Со временем этим мышата как и все их сородичи в таком возрасте, стали видеть, слышать и покрылись шерстью. Одним словом, повзрослели. Однако после пережитых в младенчестве переживаний они выросли плохо приспособленными к жизни. В особенности плохо у них было с оценкой потенциальной опасности. Оказавшись в рискованной ситуации, они не пытались выбраться или как-то бороться, просто сразу сдавались. И что самое удивительное, эту свою черту они передавали потомкам! Причём, даже если не принимали участия в их воспитании. Другими словами, как бы невероятно это ни звучало, эффект стресса пережитого в детстве, передавался по наследству, По крайней мере, на два поколения!

Не забывайте, что геном мыши сходен с нашим примерно на 99 %. Исследователи из Цюриха зарегистрировали изменение двух генов. Mecp2 и Crfr2. Оба этих гена есть как у мыши, так и у человека. Конечно нельзя полагать, что то, что происходит с мышами, будет происходить и с людьми, пока это не нашло фактических подтверждений. А сделать такое не просто, ведь мы живём долго и проследить изменения в нескольких поколениях крайне трудно. И для человека гораздо тяжелее понять, что является врождённым, а что просто следствием воспитания.

Впрочем, это не значит, что мы ничего не знаем это эпигенетических изменениях у человека, вызванных стрессом. Знаем и довольно много.

По материалам книги Шарона Моалема "Властелин ДНК". Как гены меняют