Наследственность. Судьба или вызов?

Вы можете влиять на наследственные болезни!

В 2000 году в Университете Дьюка (США) был поставлен эксперимент с мышами агути. Эти мыши несут ген, который отвечает за жёлтую окраску их шерсти и склонность к сокращению жизни, ожирению, раку и диабету. Профессор Randy Jirtle, и его докторант Robert Waterland решили увидеть, смогут ли они изменить неудачную генетическую наследственность этих мышей.

В результате эксперимента было получено потомство мышей, которые выглядели по-другому. Это были стройные мыши с коричневой шерстью. Более того, у них не было склонности к раку и диабету, и жили они до своей старости.

Исследователи не изменяли ДНК мыши — они изменили диету мамы. Ещё до зачатия, у тестовой группы мышей была диета, богатая биологически активными веществами — донорами метильных групп (метионин, холин, бетаин и др.), которые могут присоединяться к гену и выключать его. Эти вещества встречаются во многих продуктах, в том числе в луке, чесноке, свёкле. В процессе усвоения пищи, метиловые доноры попадали в хромосомы развивающихся эмбрионов и влияли на ген агути. Диета беременной добавила к гену химический переключатель, который выключил вредные эффекты гена.

Активность генов определяется не только их последовательностью в молекуле ДНК, но и другими факторами, например, пространственной конфигурацией „двойной спирали“ и её метилированием.

Результаты показали, как пищевые привычки беременной матери могут иметь влияние на экспрессию генов младенца.
Экспрессия генов — процесс, в ходе которого наследственная информация от гена (последовательности нуклеотидов ДНК) преобразуется в функциональный продукт: РНК или белок (процесс биосинтеза белков и РНК).

Наша ДНК — как руководство для человеческого организма. Но генам самим нужны инструкции, чтобы знать: что делать, где и когда. Клетки печени содержат ту же ДНК, что и клетки головного мозга, но они знают, что кодировать надо только те белки, которые нужны для печени. Эти инструкции написаны не в самой ДНК, а на ней, в массиве химических маркеров и переключателей — эпигеноме, который расположен вдоль двойной спирали. Эти эпигенетические переключатели и маркеры могут включать или выключать эффекты определённых генов.
Ещё больше удивляет то, что эпигенетические сигналы от окружающей среды могут быть переданы от одного поколения к другому, иногда в течение нескольких поколений, не меняя ни одной последовательности гена. Хорошо известно, что воздействия, которые изменяют генетические последовательности в ДНК половой клетки, могут оставить след на последующих поколениях.
Также и среда в утробе матери может изменить развитие плода.
Эпигенетические изменения, вызванные рационом питания, поведением или окружением, могут оставить свой след в будущих поколениях. Проще говоря, ваша диета и вредные привычки могут влиять на здоровье и поведение вашего внука.
Исследования в эпигенетике показывают, что в развитии человека значение эпигенома так же важно, как и ДНК.

Эксперимент Jirtle и Waterland демонстрирует то, что эпигеном чувствителен к сигналам из окружающей среды. Дополнительное количество витаминов или кратковременное воздействие токсина, может изменять программное обеспечение наших генов способами, которые влияют на тело и ум индивида.

Эти открытия разрушают современные биологические и социальные представления в отношении генетики и идентичности. Мы обычно считаем, что через нашу ДНК нам суждено иметь особые формы тела, личности и болезней.
Эпигенетика показывает, что эти представления устарели. Вдруг оказалось, что у нас есть определённый контроль над нашей генетической наследственностью. А значит, и ответственность за целостность нашего генома. Раньше мы считали, что гены задают результаты. Теперь то, как мы живём, может повлиять на нашу генную экспрессию и здоровье будущих поколений. Эпигенетика вводит понятие свободной воли в нашей идее генетики.

Учёные считали, что информация, которую мы наследуем от родителей, находится в ДНК. Эксперименты показывают, что наследуется больше, чем просто ДНК. В некотором смысле, это очевидно, потому, что мы наследуем от наших родителей хромосомы, а хромосомы только 50% ДНК. Остальные 50% — белковые молекулы, которые несут эпигенетическую информацию.

Учёные знают много способов, которыми эпигенетические изменения действуют на биохимическом уровне.
Одна из форм физически блокирует доступ к генам.
Другая форма — метилирование ДНК (добавление метильной группы — CH3 в ДНК) мешает прохождению химических сигналов, активирующих ген и заставляет его „молчать“.

До недавнего времени считалось, что паттерн (образец, шаблон) эпигенома индивидуума окончательно формировался во время раннего развития плода. В последнее время обнаружено, что эпигеном может изменяться в ответ на окружающую среду на протяжении жизни человека.

„Жизнь меняется всё время, и эпигенетический код, который контролирует нашу ДНК, имеет механизм, с помощью которого мы меняемся вместе с ней. Эпигенетика говорит нам, что мелочи жизни могут иметь эффект большой величины.“ — говорит Moshe Szyf, фармаколог.

В отличие от генетических мутаций, эпигенетические изменения потенциально обратимы. Мутантный ген не вернётся в норму. Но ген с неисправным шаблоном метилирования может восстановить здоровый шаблон и продолжать функционировать.

Люди могут сохранить целостность своих эпигеномов с помощью диеты. Такие диеты, должны учитывать генетическую индивидуальность человека, а также воздействия токсинов или, вызывающих рак, агентов.
В исследованиях эпигенетических эффектов зелёного чая на животных обнаружено, что он предотвращает рост раковых клеток в нескольких органах. Полифенол из зелёного чая, может предотвратить закрытие определённых противораковых генов.

Более того, некоторые эпигенетические изменения могут быть вызваны после рождения, через физическое поведение матери к новорожденному. Биолог Майкл Мини наблюдал любопытные результаты поведения двух типов материнских крыс: заботливо вылизывающими своё потомство после рождения и пренебрегающими своими новорожденными. „Вылизанные“ крысы выросли смелыми и спокойными. „Забытые“ выросли нервными, и прятались в самый тёмный угол при помещении их в новую среду.
Традиционное объяснение: либо у новорожденных генетическая склонность быть пугливыми или храбрыми, либо они учились поведению у своих матерей.
После анализа мозговой ткани крыс обеих групп, исследователи обнаружили явные различия в характере метилирования ДНК в клетках гиппокампа каждой группы. Забота матери удалила регуляторы на гене, который формирует стрессовые рецепторы в растущем мозге. У вылизанных крыс лучше развит гиппокамп и выделяется меньше кортизола (гормона стресса), что делает их более спокойными. У заброшенных детёнышей выделяется больше кортизола и менее развит гиппокамп. Простое материнское поведение матерей крыс буквально формирует здоровье их потомства.

„Связь между воспитанием и развитием мозга больше, чем просто любопытные причины и следствия. Внесение послеродовых изменений в эпигеном потомства даёт преимущество в адаптации. Благодаря такой настройке, у матери есть последний шанс, чтобы приспособить своё потомство к окружающим условиям, в которых они родились.“

Эпигенетика открывает окно ко многим заболеваниям человека. Это также поднимает некоторые провокационные вопросы. Даже сейчас, когда мы рассматриваем манипулирование человеческим эпигеномом в пользу нашего здоровья, некоторые исследователи обеспокоены тем, что мы, возможно, уже меняем наши эпигеномы непреднамеренно, и, возможно, не в лучшую сторону. Поливитамины, которые врачи назначают беременным женщинам, чтобы уменьшить частоту врождённых дефектов их младенцев, имеют положительный эффект. Однако, никто не знает, какие ещё гены в эмбриональном геноме могут заглушить эти доноры метильных групп.
Последствия эпигенетической революции, стали ещё глубже в свете недавнего доказательства того, что эпигенетические изменения, внесённые в родительское поколение могут проявиться не в одном, а нескольких поколениях линии, даже после того, как причины этих изменений были удалены.

„Наши диеты, поведение и экологические окружение сегодня может иметь гораздо большее воздействие на здоровье наших далёких потомков, чем предполагалось.“

Эта логика применима и к прошлому: некоторые из распространённых сегодня болезней могут иметь глубокие эпигенетические корни. Например, нынешняя эпидемия ожирения, в которой часто обвиняют образ жизни нынешнего поколения, может частично отражать образ жизни, принятый нашими предками два или более поколений назад.

Майкл Мини, который изучает влияние воспитания, также задаётся вопросом, как эпигенетика связана с социальной политикой. Он отмечает, что связь ребёнок-родитель усложняется последствиями нищеты, дислокации и социальной розни. Эти факторы, безусловно, могут повлиять на развитие мышления детей, непосредственно участвующих в этих процессах. Может быть, они также влияют и на развитие будущих поколений?

Широкий спектр личностных черт, в том числе темперамент и интеллект, могут быть затронуты эпигенетической наследственностью. „Если у вас есть поколение бедных людей, которые страдают от плохого питания, то, чтобы оправиться от этой трудности и реализовать свой потенциал, может понадобиться несколько поколений.“

Исторически сложилось так, что генетика не увязывалась с социальной политикой; это казалось слишком легко — смотреть на преступников, нищих и др., как на результат состояния их ДНК. Появление эпигенетики предлагает новый поворот и возможность понять, как природа и воспитание в совокупности формируют общество, в котором мы живём сегодня, и надеемся жить завтра.

Мой комментарий: эти исследования подтверждают — мы можем изменить свою наследственность и дать хорошее здоровье нашим детям и внукам.
И, как дополнение: мыши не медитируют, не управляют своим настроением, поэтому так важно для них „лизание“ мамы. Но мы то можем работать над собой!


Источник: DNA Is Not Destiny: The New Science of Epigenetics

 

Сергей Пигарёв
e-mail: astrabis@yandex.ru



Карта сайта Продукция

Каталог статей других авторов