У всьому винен дідусь - WELT
Спосіб життя діда продовжується поколіннями. Якщо старий помер, його онуки повинні заплатити за це: є ризик діабету або інфаркту. Провина - це генетичний механізм, який дослідникам ще не вдалося повністю розгадати: у всьому винен дідусь
Історія M arcus Pembrey розпочалася в 1994 році з шаленою ідеєю. Що, як, запитав себе генетик, що, якби впливи навколишнього середовища впливали не лише на власний організм, а й на життя потомства? Дослідження, проведене в 1992 році, виховувало його, і він каже: "Це дослідження показало, що дочки жінок, які голодували у Другій світовій війні, народжували менших дітей".
Спочатку ніхто не сприймав цю ідею серйозно. Чи можна набуті риси успадковувати? Дослідники вже кілька разів пробували свої сили у таких тезах, теорії завжди були розмитими, ні в кого не було фактів. Але Маркус Пембрі шукав доказів. У маленькому містечку на півночі Швеції вели точні записи про врожайність культури та здоров’я мешканців. Пембрі та лікар Ларс Олов Бигрен оцінили дані і виявили, що якщо чоловіки в Оверкаліксі голодували в дитинстві, сини їхніх синів досягали в середньому старшого віку. Якщо в дитинстві жінкам було замало їсти, то доньки їхніх синів - а не дочки дочок - жили довше. Таким чином, пам’ять про період голоду успадкувалась по батьківській лінії.
І Маркус Пембрі знайшов ще більше ознак "довготривалої генетичної пам'яті": у Великобританії він обстежував чоловіків, які почали палити до статевого дозрівання. Їхні сини росли більшими за інших хлопчиків - але не їхні дочки. "Це показало нам, що це не може бути соціальним ефектом. Чому це повинно впливати лише на синів?" пояснює Пембрі.
Як гени могли пам’ятати екологічні події протягом поколінь - загадка. Однак на клітинному рівні давно відомо щось на зразок довготривалої пам’яті. Епігенетика стосується того, як і чому це працює. Один з них - Вольф Рейк, який займається дослідженнями в Інституті Бабрагама в Кембриджі. Епігенетика, пояснює він, означає щось на зразок "на додаток до генетики": механізми, за допомогою яких гени можуть бути активними або неактивними, не змінюючи ДНК. «Епі» походить від грецької і означає «поруч, зверху». Епігенетики не досліджують послідовність будівельних блоків уздовж ДНК, на яку генетики зосередились у проекті «Геном людини». Швидше, вони хочуть знати, які фактори контролюють приблизно 25 000 генів спадкової лінії під час розвитку від статевої клітини до дорослого організму, не будучи самим геном.
Наприклад, 200 різних типів клітин у людини: навіть після багатьох поділів окремі клітини все ще знають, до якої тканини вони колись належали. Вони не тільки передають гени, але і їх точний стан один до одного. "ДНК однакова", - каже Рейк. "їх використання різне".
Наш геном більш ніж на 90 відсотків схожий на геном інших ссавців, а у інших людей навіть на 99,9 відсотка. Незважаючи на це, жодна людина не схожа на іншу, і навіть однояйцеві близнюки ніколи не бувають абсолютно подібними. Мутацій недостатньо, щоб пояснити відмінності: навіть сперма та яйцеклітини містять більше інформації, ніж генетичні вказівки лише для білків. Крім того, велика кількість інших біомолекул збирається на геномі та навколо нього, серед них епігенетичні актори.
Багато генів позначаються хімічним штампом - наприклад, метильними групами. Навіть цілі сегменти хромосом можна інактивувати - вони просто щільно упаковані.
Такі снаряди можуть впасти в будь-який час, але позбутися мутацій не так просто. Тим не менше, маркування може тривати все життя - часто навіть для поколінь. У людини дослідники нараховують близько 80 генів у цій групі. Однозначна характеристика: активна лише батьківська або материнська копія. Тому різниться, успадковуєте ви варіант гена від батька чи від матері. Після того, як позначений ген інактивується, він залишається таким на все життя. Лише в яйцеклітині та сперматозоїдах цей відбиток видаляється і замінюється штамп власної статі.
Помилки в системі епігенетичного маркування можуть мати тяжкі наслідки. Наприклад, синдром Беквіта-Відемана виникає, коли щось відбувається не так при імпринтінгу гена росту. Діти з цим синдромом народжуються занадто великими і мають важкі фізичні вади.
Імовірно, ефекти йдуть набагато далі. Епігенетичні наслідки можуть бути і за багатьма іншими захворюваннями. Діабет, ожиріння та хвороба Альцгеймера - лише кілька прикладів. І рак також є на порядку денному епігенетизму.
Адель Марелл з Центру Хатчінсона, Кембридж, виявила зв'язок між раком і відсутніми відбитками: "Якщо ви втратите відбитки в житті, у вас підвищений ризик раку".
Як втрачаються епігенетичні позначення - загадка. Але повинен бути принаймні якийсь природний механізм, за допомогою якого клітини можуть видаляти мітки. "Перепрограмування відбувається в яйцеклітині та сперматозоїдах", - пояснює Вольф Рейк. "Це перепрограмування гарантує, що спочатку видаляється майже все маркування."
Це перепрограмування, у свою чергу, є найбільшою проблемою теорії Маркуса Пембрі. Тому що, як стверджують його опоненти, як маркування слід передавати нащадкам, якщо вони раніше були стерті? Тому для Пембрі ясно, що пам’ять повинна зберігатися в яйцеклітині та сперматозоїдах. Його дані насправді вказують на те, що вплив навколишнього середовища успадковується лише в тому випадку, якщо він відбувається в певні фази життя.
Для чоловіків критичний час - це безпосередньо перед статевим дозріванням; жінки особливо чутливі до народження, як плід. "Я не хочу надто багато вкладати в це, - обережно говорить Пембрі, - але саме на цих етапах життя починається розвиток яйцеклітини та сперматозоїдів". Як би там не було, вважає генетик, вплив середовища може впливати на статеві клітини протягом цієї фази розвитку. Після зберігання в геномі яйцеклітини та сперматозоїдів пам’ять про нього стає спадковою.
Зараз існує кілька експериментів, що підтверджують теорію Пембрі. Миші з геном жовтого кольору шерсті та ожиріння насправді повинні народити жовтих товстих кошенят. Однак цілеспрямоване годування може запобігти цьому - забезпечивши епігенетичне вимкнення гена. Самки щурів, що зазнали дії отрути, успадковують тенденцію до стерильності від своїх чоловічих нащадків протягом декількох поколінь. А щури, яких облизують їхні матері, не тільки самі стійкіші до стресів, ніж щури, яких не вилизували; вони також передають стресостійкість своїм нащадкам. Гени не змінені.
Тож, можливо, Маркус Пембрі має рацію щодо своєї ідеї. Ламарк певною мірою мав би рацію. Відповідна дискусія серед генетиків та епігенетиків триває - критики сперечаються насамперед із мізерними доказами. Однак ніхто не хоче викинути Дарвіна за борт, навіть ті, хто вважає ідею Пембрі правдоподібною: "Не потрібно так сильно поляризувати її", - каже, наприклад, Вольф Рейк. "Але, можливо, ви можете задатися питанням, чи немає в нашому геномі якогось компонента, який працює так".