Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности

Эта передача фенотипа от одного поколения следующему не была совершенной — не все потомство выглядело точной копией матери. Это объясняется тем, что метилирование ДНК, контролирующее экспрессию фенотипа агути, не оставалось стабильным на протяжении поколений. Такой результат вполне соответствует тем, которые мы наблюдали в предполагаемых случаях трансгенерационной наследственности у человека—вспомним детей женщин, переживших Голландскую голодную зиму. Если мы будем рассматривать достаточно большое количество людей в исследуемой группе, то сможем выявить различия массы тела у младенцев, принадлежащих к разным группам, но не способны будем давать абсолютно точные прогнозы по отдельным индивидуумам.

У популяции агути был также выявлен неожиданный феномен зависимости от половой принадлежности. В распределении окраса присутствовал явный трансгенерационный эффект, если он передавался от матери потомству, однако ничего подобного не наблюдалось, когда мужская особь передавала своим отпрыскам ретротранспозон A^vy. Не имело ни малейшего значения, был ли отец мышат желтым, крапчатым или темным. У рождавшегося от него потомства цвет шерсти мог быть каким угодно.

Однако существуют и другие свидетельства эпигенетической наследственности, передаваемой как самцами, так и самками. Фенотип извитого хвоста у мышей, вызываемый вариативным метилированием ретротранспозона в гене Axin^Fu (Axin-переключение), может передаваться потомству и отцом, и матерью[45]. Представляется весьма маловероятным, что трансгенерационная наследственность этого признака зависит от внутриматочной среды или цитоплазмы, поскольку влияние на них отцов не слишком велико. Куда более убедительным выглядит предположение, что здесь имеет место передача потомству одним из родителей эпигенетической модификации гена Axin^Fu.

Эти модельные системы оказались чрезвычайно эффективными для демонстрации того, что трансгенерационная наследственность негенетических фенотипов действительно имеет место, и осуществляется она через эпигенетические модификации. Это стало истинным прорывом. Получены доказательства того, что в некоторых очень специфических ситуациях теория о наследственности Ламарка оказывается верна, и мы можем управлять лежащим в ее основе молекулярным механизмом. Но фенотипы агути и извитого хвоста у мышей зависят от присутствия в геноме определенных ретротранспозонов. Это частный случай или общее правило? И вновь мы возвращаемся к тому, что имеет для нас самое насущное значение. К пище.

Эпигенетика ожирения

Всем нам хорошо известно, что человечество стоит перед угрозой эпидемии ожирения. Она стремительно распространяется по всему миру, с наибольшей скоростью захватывая промышленно развитые страны. Откровенно пугающий график, представленный на рисунке 6.3 и демонстрирующий положение дел в Великобритании по состоянию на 2007 год[46], показывает, что почти двое из каждых трех взрослых страдают избыточным весом (индекс массы тела, то есть соотношение массы тела и роста человека — 25 или больше) или ожирением (индекс массы тела 30 или больше). В США ситуация еще хуже. Ожирение сопутствует целому ряду тяжелых заболеваний, включая сердечно-сосудистые болезни и диабет 2 типа. Страдающие ожирением люди старше сорока лет умирают в среднем на шесть-семь лет раньше, чем люди с нормальной массой тела[47].

^{Рис. 6.3. Процент населения Великобритании, страдающего избыточной массой тела или ожирением по состоянию на 2007 год}

Данные, полученные при изучении последствий Голландской голодной зимы и других гуманитарных катастроф, свидетельствуют, что недостаточное питание во время беременности способно отразиться на потомстве, и результаты этого воздействия могут передаваться последующим поколениям. Иначе говоря, плохое питание может оказывать эпигенетическое влияние на следующие поколения. Согласно опросу населения г. Оверкаликса, хотя эти данные интерпретировать довольно сложно, переедание в ключевые моменты жизни мальчиков может иметь обратные последствия для следующих поколений. Существует ли возможность, что эпидемия ожирения, распространяющаяся среди человечества, вызовет эффект домино для наших детей и внуков? Так как мы не хотим ждать сорок лет, чтобы выяснить, справедливы ли эти предположения, ученые снова обращают свой взор на животных и пытаются предсказать будущее на основании изучения наших меньших братьев.