Важка спадщина минулого, як ваші бабусі та дідусі впливають на вашу долю
Діти, батьки, бабусі, дідусі та прадідусі
Кілька місяців тому дослідження, яке викликало ажіотаж, показало, що страх, набутий протягом життя в результаті травми, також передається нащадкам. Дослідження проводили на мишах - результати в будь-якому випадку були дивовижними, але низка даних про людей підтверджує цю ідею досі мало зрозумілою та ще менш прийнятою: негативний вплив подій або звичок у житті людини не обмежується існуванням цього людина, але переживає їх, передаючись ГЕНЕТИЧНО - це велике відкриття - його дітям та онукам.
Ось деякі з дослідницьких документів, що документують ці нові відкриття, які вже почали змінювати уявлення вчених - а незабаром і наших - про природу генетичного успадкування.
Візьмемо для прикладу, куріння. Ми знаємо, що це шкідливо для тих, хто цим займається. Ми знаємо, що це також шкодить оточуючим курцям, стаючи жертвами так званого пасивного куріння. Ми знаємо, що вагітні жінки, які палять, негативно впливають на здоров’я дитини, яку вони виношують. Однак дивно виявити, що якщо жінка курила протягом життя, ця звичка збільшує ризик астми у правнуків цієї жінки, навіть якщо вони навіть не знали своєї прабабусі.!
Якщо в даному випадку мова йде про добровільну поведінку, то в багатьох інших випадках мова йде про травматичні події, які зазнали - без будь-якої провини - люди, або про спосіб життя, позначений недоліками, який залишає глибокі епігенетичні сліди, впливаючи і на них. їх нащадки
Одним з найважливіших досліджень такого роду є т. Зв вивчення Aверкалікс, за назвою невеликого шведського поселення, в якому він був побудований. Це дослідження, яке прослідувало кілька послідовних поколінь, намагаючись з’ясувати, як умови життя покоління впливають на здоров’я його нащадків. Дослідники дослідили 303 людини, які народились у 1890, 1905 і 1920 роках, а також їх 1818 батьків та бабусь і дідусів. Такі фактори, як велика кількість врожаю та ціни на продовольство, враховувались заднім числом, використовуючи історичні дані, зафіксовані в документах з місцевих архівів.
Результати були надзвичайно цікавими, розкриваючи спосіб, яким спосіб життя батьків та дідусів і бабусь наклав свій відбиток на здоров’я відповідних дітей-онуків:
- у віці 9 років сини (але не дочки) чоловіків, які почали палити рано в житті, мали вищий індекс маси тіла
- велика кількість дієти бабусь і дідусів (чоловіків) по батькові в період, коли вони були дітьми, до досягнення статевого дозрівання впливає на ризик смертності онуків, але не онучок
- "добре вгодовані" бабусі по батькові в дитинстві мали племінниць із вдвічі вищим ризиком смертності
І ось, дуже складні ефекти, що поширюються на три покоління, з помітними відмінностями залежно від статі, які пролили абсолютно нове світло на це надзвичайно складне і водночас надзвичайно захоплююче явище: трансгенераційне епігенетичне успадкування деяких фізіологічних особливостей.
Подальше велике дослідження голландських та британських вчених показало, серед іншого, наступне:
Сильне і недавнє підтвердження прийшло після чудовий експеримент на мишах - про які я згадав вище і про які ви можете прочитати більше тут - який показав, що група тварин, яких викликав запах хімічної речовини, яка називається ацетофенон (неодноразово пов’язуючи його запах з ураженням електричним струмом), також передавала своїм пташенятам (а вони - своїм пташенятам) страх перед тим самим запахом речовини, хоча ні "діти", ні "онуки" взагалі не були обумовлені боятися його. Дослідження було проведено в Університеті Еморі в Атланті, США, і, на мою думку, більшість генетиків є переконливим доказом того, що існує трансгенераційне епігенетичне успадкування, що певні подразники викликають зміни в експресії генів, контролюючи їх функціонування, не змінюючи їх структури, приносить послідовність "літер", послідовність азотистих основ, специфічна для кожного гена.
Явище з таємничим корінням
Чому існування цього явища суперечливе? Можливо, це просто спротив змінам - зміні способу мислення, обґрунтованого століттями. У XIX столітті французький біолог Жан-Батіст Ламарк стверджував, що живі організми можуть набути рис за життя, які вони можуть передати наступним поколінням. Але згодом ця точка зору була дискредитована, оскільки "ламаркизм" вважався абсолютно неправильною ідеєю. Еволюційні біологи, як правило, дотримувались думки, що еволюційні зміни - це дуже повільний процес, заснований на довгостроковій модифікації генетичної спадщини організму шляхом природного відбору, який консолідує або усуває певні мутації в генах (мутації). внаслідок змін у структурі гена).
Цілі покоління біологів виросли з цією концепцією і думкою, що ламаркизм був лише одним з неправильних шляхів, яким деякі біологи збились, пропустивши правильний шлях дарвінівського еволюціонізму. І тепер колесо історії (науки) обертається якомога іронічніше: біологи бачать себе в положенні змушені враховувати бачення Ламарка і навіть віддавати йому, після смерті, справедливість. Це те, що для багатьох біологів "звучить страшно", говорить Олівер Рендо, молекулярний біолог з Медичного факультету Університету Массачусетса, цитований у великій нещодавній статті в Nature. Його робота підказала йому, що справді існує такий спосіб спадкової передачі. Якщо так, він задається питанням, чому так багато блискучих дослідників не помітили цього за останні сто років генетичних досліджень?
Однією з причин, чому багато генетиків досі скептично ставляться до цього явища, трансгенераційного епігенетичного успадкування, є те, що його механізм досі загадковий. Для його пояснення вченим слід показати, як певні клітинні сигнали зароджуються в репродуктивних клітинах під впливом зовнішніх факторів зовнішнього середовища. З цієї точки зору, більш релевантними є чоловічі репродуктивні клітини. Вагітна жінка, схильна до певних впливів зовнішніх факторів (дієта, забруднення тощо), може впливати на фізіологію ембріона простим фактом, що він тісно пов’язаний з матір’ю, харчуючись практично його кров’ю. Тому для вивчення наслідків трансгенераційної епігенетики дослідники зосереджуються на батьках, вивчаючи, як сперма набуває або втрачає певні генетичні маркери. Останні два-три роки навчання дали дуже цікаві результати, але це дослідження фактично перебуває в зародковому стані; це галузь досліджень, яку вчені тільки починають "розгадувати".
Однак все більше і більше генетиків починають сприймати існування цього явища трансгенераційна епігенетична передача деяких характеристик, заснованих на даних, наданих дослідженнями на тваринах та кількома дослідженнями на людях.
Наступним рівнем битви зараз є з'ясування таємничого механізму завдяки якому відбувається цей процес, аспект, на якому декілька груп дослідників з різних лабораторій зосереджуються на спробах з'ясувати, як все відбувається.
Має на увазі ще одна гіпотеза гістони, білки, що існують в ядрі клітини і навколо яких обертається ДНК-волокно, приймаючи ту форму, в якій воно знаходиться в хромосомах. Згідно з цією гіпотезою, модифікація експресії ДНК не буде здійснюватися шляхом її прямого метилювання, а буде "побічним ефектом" процесу, який впливає на гістони: до гістонів можуть приєднуватися метильна та ацетильна групи, що впливає на експресію ДНК поблизу них. Хоча під час клітинних процесів, що ведуть до утворення сперми, велика частина ДНК відокремлюється від гістонів, частина цих білків все ще залишається прикріпленою до ДНК, і ці частини можуть зберігати цю інформацію, корелюючи зі зміненою експресією генів, і передаватиме його від одного покоління наступному. Дослідження 2011 року показало, що у деяких нематод глисти, певні хімічні "мітки" в гістонах були пов'язані з більш тривалим терміном життя і могли передаватися протягом декількох поколінь.. І деякі дослідження на мишах показали можливість того, що елементи, що беруть участь в епігенетичній передачі деяких персонажів, є гістонами.
Або (інша гіпотеза) мова може йти не про метилювання ДНК чи гістону, а про втручання РНК: Миші, що зазнають запаху та болю ацетофенону, можуть утворювати короткі молекули РНК (мікроРНК) - можливо, в мозку - які подорожують по крові і досягають яєчок, де вона зв’язується з ДНК, на рівні гена Olfr151 у спермі, змінюючи свою експресію. Механізм такого роду вже описаний у рослин, і не виключено, що він діє і у тварин. У дослідженні на людях (2012) було показано, що сперма у чоловіків, які палять, відрізняється від сперми у некурящих з точки зору експресії 28 різних типів мікроРНК. Можна було б, щоб такі розбіжності зберігалися протягом декількох поколінь. У мишей ця стійкість аномальної експресії мікроРНК вже доведена: миші з ожирінням, як виявили дослідники, демонструють аномалії експресії в 11 типах мікроРНК сперми та передають резистентність до інсуліну наступним 2 поколінням, що є особливості Обмін речовин.
Але якщо мова йде про «щось дурницю», як каже Олівер Рендо? Наприклад, пріони - білки з аномальною просторовою конфігурацією, які діють як збудники інфекції (і які, як відомо, в даний час викликають смертельні захворювання мозку, такі як хвороба божевільної корови та її варіант для людини, хвороба Кройцфельдта-Якоба). Щодо цих пріонів, все ще не дуже відомих, нещодавно було виявлено, що вони можуть передавати деякі спадкові характеристики, явище, яке спостерігається в дріжджових клітинах. Або це може бути дещо речовини в спермі, що впливає на сперму? Дослідження на мишах показали, що важлива не тільки сперма, але і їх життєво важливе «середовище» - рідина, в якій вони знаходяться і яка не є простим «транспортним засобом», способом транспортування та перенесення чоловічих репродуктивних клітин з чоловічого організму в організм. жінки, але включає компоненти, що забезпечують життєздатність, рухливість сперми, але також речовини, що впливають на експресію генів, впливаючи на метаболізм особин, що виникає в результаті відповідної сперми.
Тому ми все ще перебуваємо серед таємниць щодо механізму трансгенераційного епігенетичного успадкування. Але незалежно від того, чи це метилювання ДНК, гістонів, РНК чи ще чогось, про що ще не підозрюють, фахівці в цій області одноголосно сходяться на думці, що найближчі роки принесуть великі відкриття і що цей напрямок досліджень є таким же захоплюючим, як настільки важливий теоретично і практично: він міг би прояснити багато дотепер неправильно зрозумілих аспектів спадковості, відкрити нові горизонти в генетиці рослин, тваринництві, діагностиці та терапії генетичних захворювань і в розумінні величезної складності однієї з основних особливостей живої речовини: передачі характеристики живих істот від одного покоління до іншого.