Влияние образа жизни в детстве

Низкое социальное происхождение и тяжелое детство откладывают на человеческие гены отпечаток, хорошо распознаваемый во взрослом возрасте, установили канадские и британские генетики.

Могут ли гены олигарха«помнить», что в детстве он хронически недоедал и вечно хлюпал носом из-за отсутствия теплого пальто, живя в коммунальной квартире в экологически неблагополучном пригороде? Еще лет тридцать назад любой генетик ответил бы на этот вопрос отрицательно. Так же он ответит и сейчас, но при этом попросит уточнить, что именно понимается под«помнить», а если генетик попадется совсем продвинутый, то и что конкретно понимается под«генами».

Такие уточнения стали необходимы после открытия дополнительных – эпигенетических – механизмов наследования, не затрагивающих молекулу ДНК – генетическую программу, спрятанную в клеточном ядре.

Мухи обеспечили себя внуками

Ученые обнаружили новый механизм передачи наследственной информации, не затрагивающий основной геном. Получаемые от матери короткие цепочки piРНК необходимы дрозофилам для«блокирования» стерильности,...

С точки зрения ядерной ДНК – базового хранилища наследственной информации клетки – разные душераздирающие факты, что ее носитель на протяжении многих лет питался в детстве одной картошкой и страдал от холода, не представляют большого интереса, так как плохая еда, дырявые калоши и квартира без туалета никак не в состоянии поменять последовательность нуклеотидов в самой ДНК-молекуле – главной генетической программе развития и функционирования организма.

Но если сравнить ДНК с партитурой, а жизнь организма – с ее оркестровым исполнением, то звучание опуса будет складываться из того, как именно ноты партитуры(гены) будут прочитываться и исполняться музыкантами – механизмами, отвечающими за их экспрессию.

Сами музыканты не в состоянии изменить текст партитуры, но существуют способы варьировать – притом иногда довольно сильно – звучание нот. Эти способы передачи информации, дополнительные к наследственной генетической программе – ДНК-партитуре, – получили название эпигенетических(то есть дополнительных к собственно генам). И сейчас молекулярные генетики накапливают все больше данных в пользу того, что эпигенетические, то есть регулирующие активность генов механизмы могут быть весьма отзывчивыми к воздействию внешних факторов, а эффект от таких воздействий может прослеживаться не только на протяжении жизни одного организма, но и у его потомков.

Метилирование ДНК – основной из уже открытых эпигенетических сценариев – регулирует экспрессию наследственной«партитуры» через присоединение к определенным участкам ДНК метильного радикала CH3, нарушающего процесс транскрипции, то есть как бы блокирующего ген универсальным метильным«колпачком».

Резистентность больше не секрет

Ученые впервые проследили стратегию генетической автомодификации бактерий, которая позволяет им выработать устойчивость к антибиотикам. Теперь медикам будет известен механизм превращения бактерии в непробиваемого...

Метилирование управляет процессом возникновения новых органов, включая и выключая те или иные участки ДНК в ходе роста эмбриона. Дальнейшее функционирование тканей, как и организма в целом, также зависит от разных схем метилирования ДНК-содержащего хроматина в ядрах уже дифференцированных клеток, а нарушение этих схем может сопровождаться серьезными системными дисфункциями – активизацией«спящих» генов(раком), хроническими нарушениями обмена(диабет) и т. д.

Оказалось, что функция метилирования очень пластична и заставляет быть непохожими друг на друга даже однояйцовых близнецов, чьи генетические«партитуры» совершенно идентичны.

По-видимому, схема метилирования, регулирующая экспрессию генов, влияет на процесс адаптации наследственной программы к изменениям окружающей среды, однако ни принцип работы этого механизма, ни его роль в эволюции до сих непонятны.

Тем более интригующими представляются наблюдения группы канадских и британских генетиков, сообщивших в коллективной статье, опубликованной в International Journal of Epidemiology, что картина метилирования сильно различается у людей не только из разных социальных классов, но особенно сильно среди выросших в разных экономических и бытовых условиях. Другими словами, диаметрально различные условия, в которых растут дети из обеспеченных и бедных семей, на всю жизнь отпечатываются –«запоминаются» – в их организмах на генетическом уровне.

Диабет по ошибке

Нарушение питания может менять функции генов и вызывать их неправильную работу без возникновения мутаций как таковых. Такие«ошибочные» действия генов зафиксированы, в частности, у больных диабетом....

Обнаружить этот факт позволило сравнение ДНК-профилей 40 людей, с 1958 года, то есть с момента своего рождения, участвующих в долгосрочной программе медицинского и научного мониторинга, охватывающей в общей сложности 10 тысяч британцев. Для исследования ДНК были специально отобраны 45-летние представители диаметрально противоположных по уровню и качеству жизни социальных групп, а также те, чье детство прошло в чрезвычайно стесненных, граничащих с нищетой условиях, и те, кто воспитывался«в лучших домах Англии».

Уровни метилирования замерялись в 20 тысячах контрольных участках ДНК. К удивлению генетиков, различия в уровнях оказались очень большими в довольно внушительной группе из 6 тысяч генов, при этом внутри нее выделялась группа определенным образом метилированных ДНК, принадлежащих людям из высших социальных слоев.

Больше всего различий в метилированных ДНК(1252) накопилось между теми, у кого было разное детство –«очень трудное» и«очень благополучное». А вот при сравнении метилированных ДНК людей с разным уровнем жизни(например, CEO компаний и чернорабочих), но выросших в примерно одинаковых условиях, отличий оказалось в два с лишним раза меньше – 545.

Близнецы запутали генетику

Однояйцевые близнецы оказались роднее друг другу и в тех признаках, что по определению не определяются генами. Метилирование ДНК – один из основных«эпигенетических» механизмов –...

Таким образом, полагают авторы статьи, генетические профили людей, родившихся одни«принцами», а другие«нищими», демонстрируют большее число отличий в механизме генетической регуляции, чем гены людей, ставших таковыми к 45 годам. Иначе говоря, всю жизнь мы в буквальном смысле носим в себе генетический отпечаток детства, влияющий на состояние нашего здоровья и наш характер, учитывая, как тесно может быть связана психическая активность с гормональной, ферментной и прочими регулирующими подсистемами.

Авторы отмечают, что целью их исследования было выяснить сам факт взаимосвязи социоэкономического фактора и генетической картины в пределах жизни одного поколения людей. Какими конкретно заболеваниями и отклонениями чреваты генетические отпечатки, доставшиеся от непростого детства«олигархам» и«беднякам», только предстоит выяснить(не исключено также, что в случае«трудного» детства эпигенетические регуляторы играют как раз защитную функцию, поэтому и число различий больше). Также предстоит выяснить, мигрируют ли в поколениях эпигенетические новации, не затрагивающие структуру ДНК.

 http://www.gazeta.ru/science/2011/10/25_a_3811958.shtml

Вопросы, ответы, комментарии