Биология веры. Как сила убеждений может изменить ваше тело и разум

Рассказать об эпигенетическом управлении – это описать, как сигналы окружающего мира контролируют активность генов. Сегодня уже понятно, что схема «Первенства ДНК» устарела, а новую схему информационного потока следовало бы назвать «Первенством среды». В этой более сложной схеме распространение биологической информации начинается с сигналов среды, затем идет через регуляторные белки, и лишь затем в игру вступают ДНК, РНК и, наконец, новый белок.

Наука эпигенетика также установила, что существует два механизма, посредством которых организмы передают из поколения в поколение наследственную информацию. Этот факт открывает ученым возможность исследовать вклад в человеческое поведение как «природы» (генов), так и «воспитания» (эпигенетических механизмов). Если же, как это делалось многие десятилетия, обращать внимание только на генетические программы, то механизм влияния среды понять невозможно.

Приведу аналогию, которая чуть лучше прояснит отношения между эпигенетическим и генетическим механизмом. Если вы не слишком молоды, то, вероятно, помните те дни, когда телевизионные программы передавались только до полуночи. По окончании обычных передач на экране возникала так называемая «настроечная таблица». Большинство таких таблиц представляли собой что-то наподобие круглой мишени для стрельбы.

Представьте себе, что структура этой таблицы закодирована неким геном (скажем, геном карих глаз). При помощи ручек и переключателей своего телевизионного приемника вы можете добиться появления или исчезновения настроечной таблицы, а также подстраивать целый ряд ее характеристик: цвет, оттенок, яркость, контрастность, положение по вертикали и горизонтали. Тем самым вы можете изменить характер изображения на экране, никак не воздействуя при этом на сигнал, поступающий из телецентра. Именно такова роль регуляторных белков. Исследования и синтез этих белков показали, что благодаря эпигенетическим «ручкам» одна и та же генная программа ДНК может реализоваться в виде двух и более тысяч вариантов белков.

В этой эпигенетической аналогии настроечная таблица на экране телевизора выступает в роли структуры белка, закодированной в гене. При помощи ручек управления телевизором можно изменить ее вид, не оказывая влияния на первоначальную структуру передачи (т. е. ген). Эпигенетическое управление изменяет характер реализации гена, не меняя кода ДНК.

Как жизненный опыт родителей влияет на генетику детей

Как теперь известно, такие тонкие подстройки под влиянием окружающей среды могут передаваться из поколения в поколение. В замечательной работе, опубликованной в номере журнала Molecular and Cellular Biology за 1 августа 2003 г., исследователи из Университета Дьюка доказывают, что за счет обогащенной среды можно даже преодолеть генные мутации у мышей. Ученые исследовали влияние пищевых добавок на беременных мышей – носительниц аномального «гена агути». Такие мыши имеют золотистую окраску и страдают ожирением, из-за которого становятся особо подвержены диабету, а также сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям.

Сестры агути. Годовалые генетически идентичные женские особи мышей агути. Обогащенный метильными группами рацион матерей меняет окрас их потомства с золотистого на бурый, а также уменьшает частоту случаев ожирения, диабета и рака. (Фото предоставлено Джертлом и Уотерлендом©)

В ходе эксперимента группа страдающих ожирением мышей агути получала пищевые добавки, богатые метильными группами (продаются в магазинах здоровой пищи): фолиевую кислоту, витамин B 12, бетаин и холин. Богатые метилом добавки были выбраны потому, что перед тем ряд свидетельств показали, что эта группа принимает участие в эпигенетических модификациях. Прикрепляясь к молекуле ДНК, метильные группы изменяют условия для связывания с ней регуляторных хромосомных белков. Если такие белки связываются с ДНК чересчур сильно, белковый «рукав» оказывается невозможно удалить, и содержащиеся в ДНК гены не поддаются считыванию. Метилирование ДНК способно подавить или изменить генную активность.

На сей раз газетные заголовки наподобие «Диета побеждает гены» говорили чистую правду. Матери, получавшие пищевые добавки, обогащенные метильной группой, производили на свет обыкновенных бурых мышей нормальной комплекции, хотя у них присутствовал тот же самый ген агути, что и у их собственных матерей. Что же до матерей, не получавших таких добавок, то их потомки имели золотистый окрас, ели вдвое больше обычных мышат и набрали в конце концов намного больший вес, чем их поджарые сверстники «псевдоагути».

Приведенный на предыдущей странице снимок, предоставленный Университетом Дьюка, производит огромное впечатление. Будучи генетически идентичными, две мыши кардинально отличаются по внешнему виду. Одна из них поджарая и бурая, другая – тучная и желтая. Кроме того, хотя этого и нельзя увидеть на фотографии, тучная мышь страдает диабетом, а поджарая полностью здорова.